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第 10 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
第一部分：高考真题感悟
1．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本
草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加
热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe O
2 3
【答案】C
【解析】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大
而增大，故正确；C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错
误；D．赤铁矿的主要成分是Fe O，可用于冶炼铁，故D正确；故选C。
2 3
2．（2020·海南·高考真题）向CuSO 溶液中滴加氨水至过量，下列叙述正确的是
4
A．先出现沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液
B．离子方程式为Cu2+ + 4NH ·H O = [Cu(NH )]2+ + 4H O
3 2 3 4 2
C．Cu2+与 NH 中的氮原子以π键结合
3
D．NH 分子中∠HNH为109º28ˊ
3
【答案】B
【解析】A. 向CuSO 溶液中滴加氨水至过量，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后溶解形成铜氨溶液，为深蓝
4
色溶液，故A错误；B. 离子方程式为Cu2+ + 4NH ·H O = [Cu(NH )]2+ + 4H O，故B正确；C. Cu2+提供空
3 2 3 4 2
轨道， NH 中的氮原子提供孤电子对，形成配位键，故C错误；D. NH 分子为三角锥形，键角∠HNH为
3 3
107º18ˊ，故D错误。故答案选：B。
3．（2020·全国·高考真题）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则
成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是
A．胆矾的化学式为CuSO
4
B．胆矾可作为湿法治铜的原料
C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
【答案】A【解析】A.胆矾为硫酸铜晶体，化学式为CuSO 5HO，A说法错误；B.湿法治铜是用铁与硫酸铜溶液发
4 2
生置换反应制取铜，B说法正确；C.加热浓缩硫酸铜溶液可析出胆矾，故“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过
程，C说法正确；D.铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，D说法正确。综上所述，相关说法错误的是
A，故选A。
4．（2020·全国·高考真题）宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿
色来自孔雀石颜料(主要成分为Cu(OH) ·CuCO)，青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为Cu(OH) ·2CuCO)。下
2 3 2 3
列说法错误的是
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH) ·CuCO 中铜的质量分数高于Cu(OH) ·2CuCO
2 3 2 3
【答案】C
【解析】A．字画主要由纸张和绢、绫、锦等织物构成，为防止受潮和氧化，保存古代字画时要特别注意
控制适宜的温度和湿度，A说法正确；B．由孔雀石和蓝铜矿的化学成分可知，其中的铜元素、碳元素和
氢元素均处于最高价，其均为自然界较稳定的化学物质，因此，用其所制作的颜料不易被空气氧化，B说
法正确；C．孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐，因此，用其制作的颜料不耐酸腐
蚀，C说法错误；D．因为氢氧化铜中铜元素的质量分数高于碳酸铜，所以Cu(OH) ∙CuCO 中铜的质量分
2 3
数高于Cu(OH) ∙2CuCO ，D说法正确。综上所述，相关说法错误的是C，故本题答案为C。
2 3
5．（2022·全国·高考真题）二草酸合铜(Ⅱ)酸钾( )可用于无机合成、功能材料制备。实验室
制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的 溶液，搅拌下滴加足量 溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过
滤。
Ⅱ.向草酸( )溶液中加入适量 固体，制得 和 混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分
析。
回答下列问题：
(1)由 配制Ⅰ中的 溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。(2)长期存放的 中，会出现少量白色固体，原因是________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为 ，写出反应的化学方程式________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入 应采取________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。
【答案】(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2) 风化失去结晶水生成无水硫酸铜
(3)CuO
(4)3H C O+2K CO=2KHC O+K C O+2H O+2CO↑
2 2 4 2 3 2 4 2 2 4 2 2
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
【解析】取已知浓度的 溶液，搅拌下滴加足量 溶液，产生浅蓝色沉淀氢氧化铜，加热，氢氧
化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀，过滤，向草酸( )溶液中加入适量 固体，制得 和
混合溶液，将 和 混合溶液加热至80-85℃，加入氧化铜固体，全部溶解后，趁热
过滤，将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
(1)由 固体配制硫酸铜溶液，需用天平称量一定质量的 固体，将称量好的固体放
入烧杯中，用量筒量取一定体积的水溶解 ，因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。(2) 含结晶水，长期放置会风化失去结晶水，生成无水硫酸铜，无水硫酸铜为白色固体。
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。
(4)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成 、 、CO 和水，依据原
2
子守恒可知，反应的化学方程式为：3HC O+2K CO=2KHC O+K C O+2H O+2CO↑。
2 2 4 2 3 2 4 2 2 4 2 2
(5)为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈，造成液体喷溅，可减缓反应速率，将碳酸钾进行分批加入并搅拌。
(6)Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃，应采取水浴加热，使液体受热均匀。
(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热
浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 Cu 64
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·河北高三二模）后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的铜制礼器，享有“镇国之宝”的美誉。
下列相关说法错误的是
A．后母戊鼎由铜合金制成
B．后母戊鼎的熔点高于纯铜
C．碱式碳酸铜可用于干法炼铜
D．废弃铜制品属于可回收垃圾
【答案】B
【解析】A．后母戊鼎由青铜制成，青铜是铜锡合金，A正确；B．合金的特点是熔点较组成合金的单一金
属更低，硬度更大，所以后母戊鼎的熔点低于纯铜，B错误；C．碱式碳酸铜可以发生反应：
，氧化铜可用于干法炼铜： ，所以碱式碳酸
铜可用于干法炼铜，C正确；D．废弃铜制品可回收利用，属于可回收垃圾，D正确；答案选B
2．（2021·河北衡水中学一模）CuSO 在电镀、印染、颜料、农药等方面应用广泛。某实验小组用28. 8 g
4
红色固体a(只含Cu或Cu O中的一种)制备胆矾的路线如下：
2
红色固体a 蓝色溶液+红色固体b 蓝色溶液 胆矾
下列推断正确的是
A．红色固体a可能是CuB．反应I中参与反应的HSO 的物质的量为0.2 mol
2 4
C．试剂X一般选择稀盐酸和稀硝酸的混合物
D．步骤III一般在坩埚中加热并灼烧
【答案】B
【解析】某实验小组用28. 8 g红色固体a(只含Cu或Cu O中的一种)制备胆矾，该红色固体和足量稀硫酸
2
反应后得到蓝色溶液和红色固体，则该固体为Cu O。A．若红色固体a是铜，铜不与稀硫酸反应，步骤I
2
不能得到蓝色溶液，A项错误；B．Cu O的物质的量为 =0.2mol，反应I为
2
Cu O+HSO ═Cu+CuSO+H O，则参与反应的HSO 的物质的量为0.2 mol，故B正确；C．如果用稀硝酸
2 2 4 4 2 2 4
和稀盐酸的混合物溶解铜，会引入杂质，C项错误；D．在坩埚中加热并灼烧，会失去结晶水，得不到胆
矾，D项错误；故选B。
3．（2021·内蒙古呼和浩特·一模）向27.2g Cu和 的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完
全反应，得到标准状况下8.96L NO和 的混合气体及 溶液。在所得溶液中加入1.0 的
NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g．下列有关说法不正确的是
A．Cu与 的物质的量之比为2：1
B．硝酸的物质的量浓度为2.4
C．Cu、 与硝酸反应后剩余 为0.2mol
D．标况下，产生 的体积为6.72L
【答案】B
【解析】A．设27.2g Cu和 的混合物中Cu物质的量为xmol， 物质的量为ymol，加入氢氧化钠
呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g，根据铜守恒建立关系，64x+144y=27.2，
98(x+2y)=39.2，解得x=0.2，y=0.1，因此Cu与 的物质的量之比为2：1，故A正确；B．标准状况下8.96L NO和 即物质的量为0.4mol，溶液加NaOH溶液至中性，得到n( )=0.4mol+ n(
)=0.4mol+1.0 ×1.0L=1.4mol，则硝酸的物质的量浓度为2.8 ，故B错误；C．标准状况下
8.96L NO和 即物质的量为0.4mol，根据氮元素守恒得到消耗的硝酸物质的量n(
)=0.4mol+2×(0.2+0.1×2)mol=1.2mol，根据B选项得到总的硝酸物质的量为1.4mol，因此Cu、 与硝酸
反应后剩余 为0.2mol，故C正确；D．标准状况下8.96L NO和 即物质的量为0.4mol，设NO物
质的量为amol， 物质的量为bmol，根据得失电子守恒得到x+y=0.4mol，
3x+y=0.2mol×2+0.1mol×2×1，解得x=0.1，y=0.3，因此标况下，产生 的体积为6.72L，故D正确。综
上所述，答案为B。
4．（2021·陕西宝鸡·一模）宝鸡是青铜器的故乡，青铜是我国较早使用的金属材料，下列与铜有关的说法
正确的是
A．青铜的主要成分为铜、锌合金，博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上
B．铜的氧化物有CuO和Cu O，它们在稀硫酸中反应原理相同
2
C．《本草纲目》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜
D．《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，是古代湿法炼铜的方法，胆矾可作为湿法炼铜的原料
【答案】D
【解析】A．将青铜器放在银质托盘上，青铜器容易生成铜绿，A错误；B．Cu O 在稀硫酸中发生歧化反
2
应：Cu O + HSO == Cu + CuSO + H O，CuO在稀硫酸中发生反应，化合价无变化，故原理不同，B错误；
2 2 4 4 2
C．铜青是碱式碳酸铜，和青铜不是一种物质，C错误；D．湿法炼铜利用单质铁置换出铜，故胆矾可用作
原料，D正确；答案选D。
5．（2022·贵州毕节·二模）明代宋应星著《天工开物》记载：“凡铜供世用，出山与出炉止有赤铜。以炉
甘石或倭铅掺和，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜；广锡掺和为响铜；倭铅
和写为铸铜。初质则一味红铜而已”。下列说法错误的是
A．青铜的硬度大于纯铜
B．黄铜为铜铅合金，制造锣类乐器一般用黄铜C．在炉甘石(主要成分ZnCO )上滴加稀盐酸有气体放出
3
D．CuSO ·5H O 失去结晶水变为CuSO 的过程是化学变化
4 2 4
【答案】B
【解析】A．青铜为铜的合金，合金的硬度一般大于其金属单质，A正确；B．黄铜是铜、锌合金，B错误；
C．ZnCO 与稀盐酸反应可以生成二氧化碳气体，C正确；D．CuSO ·5H O和CuSO 为两种不同的纯净物，
3 4 2 4
所以CuSO ·5H O 失去结晶水变为CuSO 的过程是化学变化，D正确；综上所述答案为B。
4 2 4
6．（2021·广东·石门中学模拟预测）工业上用某种氧化铝矿石(含Fe O 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：
2 3
对上述流程中的判断正确的是
A．试剂X可以是氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．工业上可采用Fe还原Al O 的方法制Al，但成本较高
2 3
C．反应II中CO 可以用CHCOOH溶液代替
2 3
D．反应I中的反应为：CO＋2AlO ＋3HO＝2Al(OH) ↓＋CO
2 2 3
【答案】C
【解析】分析流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al O 溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO 溶液，Fe O 与氢
2 3 2 2 3
氧化钠溶液不反应，所以反应Ⅰ过滤出沉淀为Fe O，所得溶液乙为NaAlO 溶液；向NaAlO 溶液中通入
2 3 2 2
过量CO，化学方程式为NaAlO +CO +2H O=Al(OH) ↓+NaHCO，所以Y为NaHCO 溶液，Al(OH) 加热分
2 2 2 2 3 3 3 3
解生成Al O，电解熔融Al O 得到Al。A．试剂X不可以是氨水，因为沉淀中含有铁的化合物，还有铝的
2 3 2 3
化合物，无法分离；故A错误；B．Fe不如Al活泼，与Al O 不反应，故B错误；C．反应II中CO 溶于
2 3 2
水得碳酸，碳酸是弱酸，可以用CHCOOH溶液代替，故C正确；D．反应I中的反应为：
3
，故D错误；答案为C。
7．（2021·全国·模拟预测）某地区已探明蕴藏着丰富的赤铁矿(主要成分为 ，还含有 等杂质)、煤、
石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立
焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系。下列说法错误的是A．甲、乙、丙、丁相应工厂的名称依次为焦化厂、发电厂、炼铁厂、水泥厂
B．以赤铁矿为原料，高炉炼铁过程中得到生铁的化学方程式为
C．利用生石灰吸收燃煤产生的酸性气体 ，可以减少酸雨的形成
D．炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料
【答案】A
【解析】A．煤炭可用于发电、制取焦炭，甲是发电厂、乙是炼焦厂；炼焦厂的焦炭用于炼铁，丙是炼铁
厂，炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料，丁是水泥厂，故A错误；B．以赤铁矿为原料，高炉炼铁过程是
用CO还原氧化铁得到生铁，化学方程式为 ，故B正确；C．生石灰和 反应生
成亚硫酸钙，生石灰吸收燃煤产生的酸性气体 ，可以减少酸雨的形成，故C正确；D．炼铁厂的炉渣
(CaSiO )可作为水泥厂的原料，故D正确；选A。
3
8．（2022·北京市第五中学三模）某同学进行如下实验：
实验 实验现象
溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀
粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色
取饱和 溶液，加入少量固体
ⅲ 无明显变化
和铜粉
下列说法不正确的是A． 氧化性的强弱与其浓度大小有关
B．ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释C．ⅰ中余液呈酸性的主要原因是
D．用一定浓度的 与 也能使铜粉溶解
【答案】C
【解析】i.将铜粉加入试管中，再加入稀HNO，稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜，溶液变蓝，开始产生
3
无色气体，无色气体又变为红棕色；铜粉有剩余，溶液为酸性；ii.继续向i中试管加入少量固体NaNO ，
3
由于铜粉剩余，溶液为酸性，加入硝酸钠，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜，
产生无色气体，无色气体又变为红棕色，同时可知推论i中的酸性是硝酸有剩余；iii.饱和Cu（NO ） 溶液，
3 2
加入少量固体NaNO 和铜粉，三者不反应，无明显变化；A．由i、ii分析可知i还有硝酸剩余，不能将铜
3
全部溶解，故硝酸氧化性和浓度有关，A正确；B．i、ii铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原反
应，能用相同的离子反应 解释，B正确；C．由i、ii分析可知i还有
剩余氢离子，不能说明余液呈酸性的主要原因是铜离子水解所导致，C错误；D．硝酸根离子在酸性条件
下具有强化性，可以将铜氧化，故用一定浓度的HSO 与NaNO 也能使铜粉溶解，D正确；故答案选C。
2 4 3
9．（2022·山东淄博·三模）由工业废铜泥(主要成分为 、 、 ，含少量Fe)制备难溶
于水的氯化亚铜，其工艺流程如图。下列说法错误的是
A．灼烧时可将CuS、 等转化为CuO
B．除杂②过程中还需加热
C．流程中可循环使用的物质有 、
D．还原中的反应为
【答案】C
【解析】废铜泥灼烧后将金属元素转化为可溶液硫酸的氧化物，酸浸后先加HO 氧化Fe2+，再加NaOH稀
2 2
溶液，过滤除去Fe(OH) ，往滤液中加入NaSO 、NaCl还原后经系列操作得到氯化亚铜产品。A．根据流
3 2 3程信息，灼烧的目的是使含铜物质尽可能溶解在硫酸溶液中，所以是将CuS、 等转化为 ，A正确；
B．除杂的目的是使铁元素转化成 而转化成滤渣，① 目的是将 转化成 ，②加
稀溶液，调节溶液的 ，使 转化成 沉淀，但只加入 稀溶液容易形成 胶体更
难除杂，所以还应加热，B正确；C．还原反应同时生成 ，酸浸又消耗 ，所以 可循环
使用，但 没有参与循环，C错误：D．还原中Cu2+被还原得到氯化亚铜，反应为
，D正确； 故选C。
10．（2022·江苏·模拟预测）由海绵铜(主要含 和少量 )制取氯化亚铜( )的流程如下：
已知：氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于 浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。下列关
于说法正确的是
A．“溶解”时，硫酸是氧化剂、 是还原剂
B．“还原”时，反应的离子方程式为：
C．“过滤”时，可以搅拌加速滤液与 的分离
D．“酸洗”时，最适宜选用的是稀硫酸
【答案】D
【解析】海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到的溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、
在氯化铵环境中发生反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸铵和硫酸，过滤得到氯化亚铜沉淀、用稀硫酸洗涤，最
终得到氯化亚铜；A．酸性条件下 具有强氧化性，在“溶解”时，硫酸提供氢离子， 是氧化剂、
是还原剂，A错误；B． “还原”时，反应的离子方程式为：，B错误；C． “过滤”时，玻璃棒搅拌液体有可能捣破滤纸，
故过滤时不可以搅拌，C错误；D．氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于 浓度较大的体系，在潮湿
空气中易水解氧化，则 “酸洗”时不能用盐酸、不能用硝酸（防止被氧化），最适宜选用的是稀硫酸，
还可循环利用，D正确；答案选D。
11．（2022·上海·模拟预测）测定Cu（NO ）•nH O的结晶水含量，下列方案中肯定不可行的是（
3 2 2
）
A．称量样品→加热→冷却→称量CuO
B．称量样品→加热→冷却→称量Cu（NO ）
3 2
C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
D．称量样品→加NaOH→过滤→加热→冷却→称量CuO
【答案】B
【解析】Cu(NO ) 受热易分解，其分解反应为：2Cu(NO ) 2CuO+4NO ↑+O ↑。
3 2 3 2 2 2
A．称量样品→加热→冷却→称量CuO，根据硝酸铜分解的方程式以及氧化铜的质量可测定Cu(NO )•nH O
3 2 2
的结晶水含量，故A正确；B．因硝酸铜易分解，称量样品→加热无法恰好使结晶水合物恰好分解为硝酸
铜，故B错误；C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量，根据水的质量以及结
晶水合物的质量可以求解，故C正确；D．称量样品→加NaOH将硝酸铜转化为氢氧化铜，→过滤→加热
氢氧化铜分解生成氧化铜→冷却→称量CuO，根据铜原子守恒求解无水硝酸铜的质量，据此求解结晶水含
量，故D正确；故答案为B。
12．（2020·陕西·绥德中学模拟预测）将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，
产生标准状况下11.2L的NO和NO 的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH
2
溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO 。下列说法不正确的是
3
A．标准状况下，通入的O 体积为5.6L
2
B．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0mol
C．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO
2
D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1
【答案】D
【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO 的物质的量为0.5mol，设混合气体中NO的物
2
质的量为x，NO 的物质的量为y，则x+y=0.5，反应过程中铜全部被氧化成Cu2+，根据电子守恒有
23x+y=0.5×2，和前式联立可得x=0.25mol，y=0.25mol；设氧气的物质的量为z，NO和NO 全部转化为
2
NaNO ，则根据电子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的n(NaNO )=0.5mol。A．
3 3
根据分析可知通入的O 为0.25mol，标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；B．当硝酸无剩余
2
时消耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu2+反应生成Cu(OH) 沉淀，根据元素守恒可知此时
2
n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正确；C．根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和
0.25molNO ，即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NO ，故C正确；D．由于不知道和铜反应后硝酸是否
2 2
有剩余，所以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故答案为D。
二、主观题（共3小题，共40分）
13.（2022·全国·模拟预测）（12分）黄铜矿( )是一种较常见的铜矿物，产地遍布世界各地。在工业
上是炼铜的主要原料，用于湿法炼铜时可同时生产铜、磁性氧化铁和固体物质X，流程如图所示：
(1) 中S的化合价为_______。
(2)试剂Ⅰ为 溶液，写出反应Ⅰ的离子方程式：_______。
(3)常温下，在反应Ⅱ中，已知 溶液中 平衡浓度为 ，溶液pH为11，可产生 沉
淀时的最小 浓度是_______。(已知 的 ， 的电离常数 ，
)
(4)操作Ⅰ需使用到的玻璃仪器有_______。
(5)固体X为_______(写名称)，写出它的一种用途：_______。
(6)反应Ⅳ的化学方程式为_______。
【答案】（每小问2分）(1)-2
(2)(3)
(4)烧杯、玻璃棒、漏斗
(5)硫 生产硫酸(或制造火药等)
(6)
【解析】根据流程：黄铜矿CuFeS 与FeCl 发生反应Ⅰ：CuFeS+3FeCl =CuCl↓+4FeCl +2S↓，过滤，滤液
2 3 2 3 2
为氯化亚铁，与NaHCO 发生反应Ⅱ生成FeCO，过滤，向FeCO 中通入空气生成四氧化三铁；滤渣为
3 3 3
S、CuCl，与NaCl溶液发生反应III：CuCl+NaCl=Na[CuCl ]，S不溶，过滤得到Na[CuCl ]溶液，固体为
2 2
S，向滤液中加入水，Cu+在反应IV中发生自身氧化还原反应，歧化为Cu2+和Cu。
(1) 中Cu、Fe都是+2价，则S的化合价为-2；
(2)根据反应Ⅰ生成的产物有CuCl和S可知， 中S元素的化合价升高，Cu的化合价降低，根据氧化
还原反应中转移电子守恒来配平，离子方程式应为
；
(3)已知 ，则
， ，则
；
(4)操作Ⅰ是过滤，过滤需要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗；
(5)反应Ⅲ是NaCl溶液与CuCl的反应，S固体未参与反应，所以固体X为硫，硫的用途很多，如生产硫酸、
制造火药等；
(6)反应Ⅳ是一个氧化还原反应，一部分铜的化合价降低到0价，一部分升高到＋2价，所以反应的化学方
程式为 。
14.（2021·山东·滕州市第一中学新校高三期中）（14分）铜是人类最早发现的金属，也是人类广泛使用的
一种金属，其化合物的应用广泛，硫酸铜是制备其他含铜化合物的重要原料，同石灰乳混合可得波尔多液，用作杀菌剂。CuBr用作有机合成原料和反应催化剂等。
Ⅰ. 某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。
(1)甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO，其猜想可用化学方程式表示为：Cu+H SO
2 4
_______。
(2)乙同学认为：黑色固体除CuO外，还可能含有Cu S和CuS，其理由可能是_______(填序号)。
2
a．Cu S和CuS都是黑色的
2
b．Cu与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O
2
c．浓硫酸是氧化剂，Cu是还原剂，Cu的化合价升高与S的化合价降低有多种可能
Ⅱ.实验室中可利用无水硫酸铜、溴化钠为主要原料制备溴化亚铜，制备流程如图：
回答下列问题：
(3)制备CuBr的反应在装置乙中进行，向其中加入CuSO 和NaBr配制成的150mL水溶液，然后通入足量
4
的SO (部分夹持及加热装置已略去)。
2
①写出装置乙中发生反应的离子方程式：_______；该反应需保持反应液在60°C，最佳加热方式为_______，
Cu2+、Br－反应完毕的标志是_______。
②丙中倒扣的漏斗可防止液体倒吸，下列装置中不能防止液体倒吸的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(4)洗涤CuBr沉淀时可采用SO 的水溶液而不采用蒸馏水，其目的是_______。
2
【答案】（每空2分）(1)CuO+SO ↑+H O
2 2
(2)ac(3) 水浴加热 溶液蓝色褪去 a
(4)防止CuBr被氧化
【解析】(1)根据甲同学的猜想以及元素守恒、元素价态变化规律可知铜与硫酸加热生成CuO、SO 、
2
HO，化学方程式为Cu＋HSO CuO+SO ↑+H O；故答案为：CuO+SO ↑+H O。
2 2 4 2 2 2 2
(2)a．从物质的颜色判断：Cu S和CuS的颜色也是黑色的，故a符合题意；b．而若要生成氧气，则需要氧
2
化−2价的O氧元素，与是否生成Cu S和CuS无关，故b不符合题意；c．Cu单质可被氧化为+2价或+1价
2
铜，浓硫酸中的S元素也可被还原为多种低价态，故c符合题意；综上所述，答案为：ac。
(3)①装置乙中二氧化硫、铜离子发生氧化还原反应，二氧化硫被氧化为硫酸根，铜离子被还原，再与溴离
子反应生成溴化亚铜，其发生反应的离子方程式： ；该反应
需保持反应液在60℃，则应选择水浴加热；含有铜离子的溶液显蓝色 ，当溶液蓝色褪去，即说明Cu2+、
Br－反应完毕；故答案为： ；水浴加热；溶液蓝色褪去。
②a．多孔球泡可增大气体与溶液的接触面积，但无法防倒吸，故a符合题意；b．气体不溶于CCl ，可防
4
倒吸，故b不符合题意；c．当产生倒吸现象时，少量液体进入球形干燥管内，烧杯中液体回落，吸收液受
自身重量的作用又流回烧杯内，可防倒吸，故c不符合题意；d．当产生倒吸现象时，少量液体进入玻璃管
内，烧杯中液体回落，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，可防倒吸，故d不符合题意；综上所述，
答案为：a。
(4)溴化亚铜含有亚铜离子，易被空气中氧气氧化，SO 具有还原性，为防止CuBr被氧化，洗涤CuBr沉淀
2
时可以采用SO 的水溶液而不采用蒸馏水；故答案为：防止CuBr被氧化。
2
15．（2021·全国·高三专题练习）（14分）孔雀石的主要成分为Cu （OH）CO（含少量FeO、Fe O、
2 2 3 2 3
SiO）。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾，并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下：
2
（提供试剂：NaOH溶液、 HO 溶液、 CuO 、NaCO）
2 2 2 3完成下列填空：
（1）孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为________。
（2）按试剂加入顺序，w所代表的试剂依次为__________。沉淀B的成分为_______。
（3）a操作依次为：加热蒸发、_______、过滤、洗涤、__________。除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一
玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_________。
（4）欲检验溶液A中Fe2+的试剂是___________（选填序号）。如果测定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制
某标准溶液，请简述配制中“定容”的操作：_____。
a NaOH（aq） b Na CO（aq） c 淀粉KI（aq） d 酸性KMnO （aq）
2 3 4
（5）在测定所得胆矾（CuSO ·xH O）中结晶水x值的实验过程中，若测定结果的实验误差为1.5%，可能
4 2
的原因是_______________。
a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大
c 加热后放在空气中冷却 d 加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
【答案】（除标注外，每空2分）（1）Cu (OH) CO+4H+→2Cu2++3H O+CO↑
2 2 3 2 2
（2）HO 溶液、 CuO Fe(OH) 、 CuO
2 2 3
（3）冷却结晶(1分) 自然干燥(1分) 引流(1分)
（4）d(1分) 加水到离刻度线2～3cm处改用胶头滴管滴加蒸馏水，直到凹液面的最低线与刻度线相平
（5）a、d
【解析】mg孔雀石的主要成分为Cu （OH）CO（含少量FeO、Fe O、SiO），加入稀硫酸过滤得到滤
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渣二氧化硅和溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，加入W为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氧
化铜调节溶液的pH沉淀铁离子，过滤得到沉淀B为氢氧化铁和过量的氧化铜，溶液B为硫酸铜溶液，通
过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到硫酸铜晶体mg，受热失去结晶水得到硫酸铜固体mg。
2 3
（1）碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：Cu （OH）
2
CO+4H+=2Cu2++3H O+CO↑，故答案为：Cu （OH）CO+4H+=2Cu2++3H O+CO↑；
2 3 2 2 2 2 3 2 2
（2）按试剂加入顺序，w所代表的试剂依次为加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子，不引入其他杂志离子，
加入氧化铜调节溶液pH使铁离子全部沉淀，过滤得到沉淀B为Fe（OH）、CuO，故答案为：HO 溶液、
3 2 2
CuO；Fe（OH）、CuO；
3
（3）从溶液B中获得硫酸铜晶体，直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水，应该采用的操作方法为：加
热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器为玻璃棒，该仪器在此
操作中的主要作用是引流，故答案为：冷却结晶，自然干燥；引流；
（4）溶液A中含亚铁离子和铁离子：a．NaOH溶液，向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，Fe2+与OH-反应生
成Fe（OH），Fe2++2OH-=Fe（OH）↓，Fe（OH） 不稳定易被氧气氧化为Fe（OH），4Fe（OH）
2 2 2 3+O +2H O=4Fe（OH），白色的Fe（OH） 沉淀变成红褐色Fe（OH），向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后，
2 2 2 3 2 3
观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe3+与OH-反应Fe3++3OH-=Fe（OH）↓，生成
3
红褐色Fe（OH），两者反应现象干扰，不能检验该溶液中存在Fe2+，故a错误；
3
b．NaCO（aq）和亚铁离子生成沉淀，和铁离子双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳，溶液浑浊不能检
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验亚铁离子，故b错误；
c．淀粉KI（aq）和铁离子发生氧化还原反应生成碘单质和亚铁离子，溶液颜色相近不能鉴别亚铁离子，
故c错误；
d．酸性KMnO （aq），因为Fe2+具有较强的还原性能使酸性KMnO 溶液褪色，Fe3+不能，故能够用酸性
4 4
KMnO 溶液鉴别Fe2+和Fe3+，故d正确；
4
如果测定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某标准溶液，加水到离刻度线2～3cm处改用胶头滴管滴加蒸馏水，
直到凹液面的最低线与刻度线相平，故答案为：d；加水到离刻度线2～3cm处改用胶头滴管滴加蒸馏水，
直到凹液面的最低线与刻度线相平；
（5）测定所得胆矾（CuSO •xH O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚
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的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，
所以至少称量4次；a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，a正确；b．
胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，b错误；c．加热后放在空
气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，导致测定结果偏小，c错误；d．加热胆矾晶体时有晶体从坩
埚中溅出，导致测定的结晶水的质量偏大，测定的x值偏大，故d正确；故答案为：ad；
