文档内容
第4讲 金属材料与金属矿物的开发利用
【2020·备考】
最新考纲：1.了解常见金属活动性顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜
及其重要化合物的制备方法。4.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。
核心素养：1.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材料性质提
出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运用模型解释化学现象，揭示现
象的本质和规律。2.科学探究与创新意识：能对金属的性质提出有探究价值的问题；
能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。
考点一 铜及其化合物
(频数：★☆☆ 难度：☆☆☆)
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考点主要考查：铜及其化合物的重要性质判断；铜的化合物的实验探究；含铜矿物
的开发与利用。
1.铜的性质
(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：① 2Cu ＋ O ＋ CO ＋ H O == =Cu (OH) CO
2 2 2 2 2 3
② 2Cu ＋ S ===== Cu S
2
③Cu＋
④Cu＋
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(1)通常利用反应：2Cu＋O =====2CuO除去混合气体中的少量O 。
2 2
(2)铜为变价金属，与Cl 反应生成CuCl ，与S反应生成Cu S，由此可知氧化性：
2 2 2
Cl ＞S。
2
(3)Cu与稀H SO 不反应，但在通入O 的条件下，Cu可在稀H SO 中逐渐溶解：
2 4 2 2 4
2Cu＋O ＋2H SO ===2CuSO ＋2H O。
2 2 4 4 2
2.铜的重要化合物
(1)氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应(H＋) CuO ＋ 2H ＋ == =Cu 2 ＋ ＋ H O Cu O ＋ 2H ＋ == =Cu 2 ＋ ＋ Cu ＋ H O
2 2 2
CuO ＋ H
2
INCLUDEPICTURE "F:\ Cu O ＋ H INCLUDEPICTURE
2 2
\ 方正文件 \\2019 文件 \\ 课 "F:\\ 方正文件 \\2019 文件 \\ 课件 \
件 \\202 0 版 创新设计 高 \2020 版 创新设计 高考总复习
与H 反应 考总复习 化学 人教版 \ 化学 人教版 \ \ 反应三角 .TIF " \ *
2
\ 反应三角 .TIF" \*
MERGEFORMATINET MERGEFORMATINET
2Cu ＋ H O
2
Cu ＋ H O
2
转化关系 4CuO ===== 2Cu O ＋ O ↑
2 2(2)氢氧化铜
a.物理性质：蓝色不溶于水的固体。
b.化学性质及应用
反应①的化学方程式：Cu(OH) INCLUDEPICTURE "F:\\ 方正文件 \\2019 文件 \
2
\ 课件 \\2020 版 创新设计 高考总复习 化学 人教版 \\ 反应三角 .TIF" \*
MERGEFORMATINET CuO ＋ H O
2
反应②的化学方程式：Cu(OH) ＋ 2H ＋ == =C u 2 ＋ ＋ 2H O
2 2
(3)铜盐
①Cu (OH) CO 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空
2 2 3
气 中 被 腐 蚀 的 结 果 ， 其 受 热 分 解 的 化 学 方 程 式 为 Cu (OH) CO
2 2 3
INCLUDEPICTURE "F:\\ 方正文件 \\2019 文件 \\ 课件 \\2020 版 创新设计 高考总
复习 化学 人教版 \ \ 反应三角 .TIF " \* MERGEFORMATINET 2CuO ＋ H O
2
＋ CO ↑。
2
②CuSO ·5H O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为
4 2
CuSO ·5H O INCLUDEPICTURE "F:\\ 方正文件 \\2019 文件 \\ 课件 \\2020 版 创新
4 2
设计 高考总复习 化学 人教版 \ \ 反应三角 .TIF " \ * MERGEFORMATINET
CuSO ＋ 5H O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水 CuSO 遇水变蓝色(生成
4 2 4
CuSO ·5H O)，据此可用来检验水的存在。
4 2
INCLUDEPICTURE "F:\\方正文件\\2019文件\\课件\\2020版 创新设计 高考总
复习 化学 人教版\\名师课堂实录.tif" \* MERGEFORMATINET(1)无水CuSO 只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
4
(2)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白
质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波
尔多液，用来杀灭植物病毒和病虫害。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”
(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH) (×)
2
(2)将气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气(√)
(3)CuSO ·5H O失去结晶水属于物理变化(×)
4 2
(4)Cu (OH) CO 是铜锈的主要成分，在干燥的空气中铜不易生锈(√)
2 2 3
(5)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成N 个SO 分子(×)
A 3
(6)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(√)
2.(教材基础探究)把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。
3.(思维探究题)设计实验证明H 还原氧化铜所得的红色固体中是否含有Cu O。
2 2
_____________________________________________________________________
答案 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，且有红色固体生成，则
固体中含有Cu O。
2
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复 习 化 学 人 教 版 \\ 题 组 诊 断 .tif" \* MERGEFORMATINET
[A组 基础知识巩固]
1.(2019·黄冈模拟)某同学通过系列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且
能达到目的的是( )A.将铜粉与硫粉混合均匀加热以制取CuS
B.向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO 溶液的颜色
4
C.向CuSO 溶液中加入过量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO
4
D.在淀粉溶液中加入适量稀H SO 微热，再加少量新制Cu(OH) 悬浊液并加热，产
2 4 2
生红色沉淀
解析 由于硫的氧化性弱，所以只能将铜氧化成＋1价，生成Cu S，故A错误；浓
2
H SO 过量不能直接向试管中加水，故B错误；向CuSO 溶液中加入过量的NaOH
2 4 4
产生氢氧化铜沉淀，过滤洗涤并灼烧氢氧化铜分解生成氧化铜，故C正确；葡萄糖
和新制氢氧化铜反应必须在碱性条件下进行，该反应在淀粉溶液中加入适量稀硫
酸微热，在酸性条件下进行该实验，所以实验不成功，不能产生红色沉淀，故D错
误。
答案 C
2.(2019·周口模拟)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正
确的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
铜绿的主要成分是碱式碳 可用稀盐酸除铜器表面的
A Ⅰ对；Ⅱ对；无
酸铜 铜绿
铜表面易形成致密的氧化
B 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有
膜
向硫酸铜溶液中通入氨
气，有深蓝色沉淀产生，过 把铜丝放在酒精灯火焰上
C Ⅰ对；Ⅱ对；有
滤后灼烧滤渣，最后变成 灼烧，铜丝表面变黑
黑色固体
蓝色硫酸铜晶体受热转化
硫酸铜溶液可用作游泳池
D 为白色硫酸铜粉末是物理 Ⅰ错；Ⅱ对；无
的消毒剂
变化
解析 稀盐酸可以与Cu (OH) CO 反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀
2 2 3
盐酸除铜器表面的铜绿Cu (OH) CO ，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成
2 2 3
致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装
浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH) ，Cu(OH) 受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、
2 2
Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末
有新物质生成，属于化学变化，CuSO 可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D
4正确。
答案 D
3.Cu S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu S冶炼铜及制取CuSO ·5H O的
2 2 4 2
流程图：
Cu S――→Cu――→Cu O、CuO――→A――→B――→胆矾
2 2
(1)Cu S 中 铜 元 素 的 化 合 价 为 ________ ， 火 法 炼 铜 的 反 应 原 理 是
2
_____________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
(2)向Cu O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生
2
成 ， 请 写 出 生 成 红 色 物 质 的 离 子 方 程 式 ：
____________________________________________________________________。
(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。
A.适量的NaNO B.适量的HNO
3 3
C.适量的H O
2 2
解析 (1)Cu S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应的化学方
2
程式为Cu S＋O =====2Cu＋SO 。
2 2 2
(2)依据信息知Cu O在酸性条件下生成Cu2＋(蓝色)和单质铜(红色)，反应的离子方
2
程式为Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H O。
2 2
(3)H O 不产生污染物，不引入杂质。
2 2
答案 (1)＋1 Cu S＋O INCLUDEPICTURE "F:\\方正文件\\2019文件\\课件\
2 2
\2020 版 创 新 设 计 高 考 总 复 习 化 学 人 教 版 \\ 反 应 三 角 .TIF" \*
MERGEFORMATINET 2Cu＋SO
2
(2)Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H O
2 2
(3)C
【归纳总结】
铜的冶炼“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO ===FeSO ＋Cu。
4 4
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS ＋4O =====Cu S＋3SO ＋2FeO(炉渣)
2 2 2 22Cu S＋3O =====2Cu O＋2SO
2 2 2 2
2Cu O＋Cu S=====6Cu＋SO ↑
2 2 2
粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电
解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，
失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。
[B组 考试能力过关]
4.(2015·四川卷)下列有关CuSO 溶液的叙述正确的是( )
4
A.该溶液中Na＋、NH、NO、Mg2＋可以大量共存
B.通入CO 气体产生蓝色沉淀
2
C.与H S反应的离子方程式：Cu2＋＋S2－===CuS↓
2
D.与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2＋＋2NH ·H O===Cu(OH) ↓＋2NH
3 2 2
解析 A项，CuSO 溶液显酸性，Na＋、NH、NO、Mg2＋可以大量共存，A项正确；B
4
项，CO 与CuSO 溶液不发生反应，违背了强酸制弱酸的原理，B项错误；C项，
2 4
H S属于弱电解质，书写离子反应方程式时，要写化学式，C项错误；D项，CuSO
2 4
溶液与过量浓氨水反应生成四氨基合铜离子[Cu(NH ) ]2＋，D项错误。
3 4
答案 A
5.(2018·海南化学，14)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：
(1) 实 验 室 使 用 稀 硫 酸 和 H O 溶 解 铜 片 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为
2 2
_____________________________________________________________________。
(2)电子工业使用 FeCl 溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式
3
____________________________________________________________________。
配制的 FeCl 溶液应保持________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是
3
____________________________________________________________________。
(3)溶液中Cu2＋的浓度可采用碘量法测得：
①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I；②I＋2S O===S O＋3I－
2 4
反应①中的氧化剂为________。现取20.00 mL含Cu2＋的溶液，加入足量的KI充
分反应后，用0.1 000 mol·L－1的Na S O 标准溶液滴定至终点，消耗Na S O 溶液
2 2 3 2 2 3
25.00 mL，此溶液中Cu2＋的浓度为________mol·L－1。
答案 (1)Cu＋H O ＋H SO ===CuSO ＋2H O
2 2 2 4 4 2
(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 酸性 防止Fe3＋水解生成Fe(OH)
3(3)Cu2＋ 0.1250考点二 金属材料与金属矿物的开发利用
(频数：★☆☆ 难度：★☆☆)
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考点主要考点有：(1)铜及其化合物的性质，(2)铜的化合物的实验探究，(3)以矿物
加工为主线的工艺流程题。特别是工艺流程题是高考必考题，复习时应特别关注。
1.合金
(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属
特性的物质。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
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①常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。
②合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍
然不变。
③并非所有的金属都能形成合金，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则
二者不能形成合金。
2.常见的金属材料
(1)金属材料
黑色金属材料 有色金属材料铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金
(2)黑色金属材料——钢铁
①钢是用量最大，用途最广的合金。
②
(3)有色金属材料——铜和铝
①铝及铝合金
②铜及铜合金
3.金属矿物开发利用的方法
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的一般步骤
(3)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即： M n ＋ ＋ n e －
== =M (写反应通式，用M表示金属)。
(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)INCLUDEPICTURE "F:\\方正文件\\2019文件\\课件\\2020版 创新设计 高考总
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1.金属冶炼与金属活动性的关系：
2.热还原法中使用的还原剂通常是碳单质、一氧化碳和氢气等。在高炉炼铁中，加
入的还原剂是焦炭，但真正作还原剂的是CO。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”
(1)合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素(×)
(2)合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物(×)
(3)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(√)
(4)电解AlCl 、FeCl 、CuCl 的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al(×)
3 3 2
(5)用金属钠置换四氯化钛(TiCl )溶液中的钛来制取单质钛(×)
4
(6)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁(×)
2.(规范简答练)(1)工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al O 而不用电解熔融AlCl ？
2 3 3
冶炼镁为什么用电解熔融MgCl 而不用电解熔融MgO?
2
_____________________________________________________________________
。
(2)铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？
____________________________________________________________________。
(3)热还原法用到的还原剂有焦炭、CO和H ，试从所得产物纯度及对环境污染的
2角度考虑哪种还原剂更好？
_____________________________________________________________________
。
答案 (1)AlCl 为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl 的方法冶炼铝。
3 3
尽管MgO属于离子化合物，但其熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而
MgCl 的熔点较低，更易熔融，故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl 的方法
2 2
(2)铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼
铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多
(3)最好的还原剂是H ；原因是焦炭会使产品的纯度降低，CO会污染环境
2
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[A组 基础知识巩固]
1.(2019·广东实验中学月考)下列有关金属的说法正确的是( )
A.湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
B.加强热使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
C.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含
解析 湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素的化合价均降低，发生还原反应，故
A项正确；CuO在高温条件下不能分解生成单质Cu，B项错误；黑色金属材料包括
铁、铬、锰及其合金，C项错误；生铁和钢都是铁碳合金，D项错误。
答案 A
2.氧化还原反应广泛应用于金属冶炼，下列说法不正确的是( )
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，Na＋被还原
B.冶炼镁、铝采用电解法
C.用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe O 被CO还原成Fe，转移9 mol电子
3 4
D.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析 用磁铁矿炼铁时，Fe O 被还原为Fe，当有1 mol Fe O 被CO还原成Fe时，
3 4 3 4
转移8 mol电子。答案 C
3.某铝合金中含有元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，
请回答有关问题：
(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是
____________________________________________________________________。
(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤。滤液中主要含有________，滤渣中含
有 ________ ， 溶 解 、 过 滤 用 到 的 玻 璃 仪 器 是
_____________________________________________________________________。
(3) 滤液中加过量氢氧化 钠溶液、过滤。有关反应的离子方程式是
_____________________________________________________________________。
(4)步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤。有关反应的离子方程式是
____________________________________________________________________。
(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称量，其
质量为b g。有关反应的化学方程式是_________________________________，
原样品中铝的质量分数是________。
(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果________(填“偏高”“偏
低”或“不影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果________；若滤
渣灼烧不充分，则实验结果________。
答案 (1)托盘天平
(2)MgCl 、AlCl 、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
2 3
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H O
2 2
(4)AlO＋CO ＋2H O===Al(OH) ↓＋HCO
2 2 3
(5)2Al(OH) =====Al O ＋3H O ×100%
3 2 3 2
(6)偏低 偏高 偏高
【归纳总结】
合金两大分析方法
1.定性分析型：确定成分→研究性质
形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性质，一般是将合金酸溶或
碱溶，根据反应中的特殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象判
断其成分。此类试题常以流程的形式呈现，解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。
2.定量分析型：沉淀法
沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时，涉及到的基本实验操作
和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)；沉淀(重点是沉淀试剂的选择)；过滤、沉淀
洗涤、沉淀的干燥、称量；数据的处理(包括测定结果的误差分析)。
[B组 考试能力过关]
4.(2018·天津理综，1)以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例，
运用化学知识对其进行的分析不合理的是( )
A.四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中只发生水解反应
B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品
C.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土
D.屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素
解析 谷物的主要成分为淀粉，用谷物酿造出酒和醋，酿造过程主要包括淀粉水
解为葡萄糖，葡萄糖发酵生成乙醇，乙醇被氧化为乙酸，因此酿造过程中涉及水解
反应和氧化反应，A项错误；后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，
B项正确；陶瓷的主要原料为黏土，C项正确；青蒿素易溶于乙醚，而不易溶于水，
因此，屠呦呦用乙醚提取青蒿素的过程包括萃取操作，D项正确。
答案 A
5.(重庆卷)合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为__________________________________，
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。
②AlMg 合 金 焊 接 前 用 NaOH 溶 液 处 理 Al O 膜 ， 其 化 学 方 程 式 为
2 3
___________________________________________________________________。
焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质
为________。
解析 本题围绕金属材料命题，要根据题目设问的角度，联系相关知识解答。(1)①Al元素在周期表中的第三周期第ⅢA族；提纯铝土矿通入CO 使AlO转化
2
为Al(OH) 沉淀。②Al O 与NaOH溶液发生的反应为Al O ＋2NaOH===2NaAlO
3 2 3 2 3 2
＋H O；保护气应不能与金属反应，一般用稀有气体。(2)金属在海水中主要发生吸
2
氧腐蚀；炼钢过程中为降低 Si 的含量，常加入 CaCO 或CaO，将 SiO 转化为
3 2
CaSiO 而除去。
3
答案 (1)① 第三周期第Ⅲ A 族 CO ② Al O ＋2NaOH===2NaAlO ＋H O
2 2 3 2 2
Ar(其他合理答案均可)
(2)①吸氧腐蚀 ②CaCO 或CaO
3
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复习 化学 人教版\\分层课时作业.TIF" \* MERGEFORMATINET
[A级 全员必做题]
1.下列说法中正确的是( )
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔
D.铜是导电性、导热性最好的有色金属
解析 铜是人类最早使用的金属材料，A错；铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属
材料，B错；银的导电性比铜好，D错。
答案 C
2.某合金与铁的物理性质的比较见下表：
硬度(金 导电性
熔点(℃) 密度/(g·cm－3)
刚石为10) (银为100)
某合金 2 500 3.00 7.4 2.3
铁 1 535 7.86 4.5 17
还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做( )
A.导线 B.门窗框
C.炉具 D.飞机外壳答案 A
3.下列说法正确的是( )
A.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
B.钢铁厂用热还原法冶炼铁
C.工业上电解熔融状态的Al O 制备Al不涉及氧化还原反应
2 3
D.MgCl (aq)――→Mg(OH) ――→MgO――→Mg
2 2
解析 电解NaCl溶液生成NaOH、H 和Cl ，而得不到单质钠，A错误；电解熔融
2 2
Al O 发生的是氧化还原反应，C错误；工业上冶炼镁是电解熔融MgCl 而不是
2 3 2
MgO，D错误。
答案 B
4.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是
( )
A.常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液变为蓝色
B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl 的生成
2
C.将CuCl 溶液在蒸发皿中加热蒸干，无法得到无水CuCl 固体
2 2
D.将表面有铜绿[Cu (OH) CO ]的铜器放入硝酸中浸泡，既除去铜绿，又不损伤铜
2 2 3
器
解析 常温下铜丝与浓硫酸不反应，A错误；常温下铜与氯气不反应，B错误；加
热氯化铜溶液促进其水解，水解生成的HCl受热挥发，最后氯化铜完全水解，故得
不到无水CuCl 固体，C正确；Cu (OH) CO 和Cu都能溶于硝酸，所以用硝酸除去
2 2 2 3
铜绿，损伤铜器，D错误。
答案 C
5.(2018·湖北七校联考)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是
( )
A.四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气
B.制备AlCl 、FeCl 、CuCl 均不能采用将溶液直接蒸干的方法
3 3 2
C.将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化
反应
D.铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是氧化铜
解析 A项，Cu单质不与盐酸反应。C项，一般情况下，在原电池中，金属性强的作负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg的金属性大于Al的，但是电
解质溶液为NaOH溶液，而Mg不与NaOH溶液反应，Al与NaOH溶液反应，所以
Al棒作负极，发生氧化反应。D项，铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是
碱式碳酸铜。
答案 B
6.如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的
是( )
选项 物质a 物质b 物质c 物质d
A Cu (OH) CO Ba(OH) Fe(OH) 酚酞溶液
2 2 3 2 3
B CuO NaAlO Fe O 紫色石蕊溶液
2 2 3
C CuO BaCl FeO 酚酞溶液
2
D Cu(OH) Ba(NO ) FeO 紫色石蕊溶液
2 3 2
解析 稀硫酸与Fe(OH) 反应得到的Fe (SO ) 溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞溶液不
3 2 4 3
变色，A项错误，C项错误；稀硫酸与Fe O 反应得到的Fe (SO ) 溶液呈黄色，B项
2 3 2 4 3
错误；稀硫酸与Cu(OH) 反应得到的CuSO 溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO ) 反应
2 4 3 2
得到的BaSO 是白色沉淀，稀硫酸与FeO反应得到的FeSO 溶液呈浅绿色，稀硫
4 4
酸遇紫色石蕊溶液变红，D项正确。
答案 D
7.铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿
(CuFeS )、斑铜矿(Cu FeS )、辉铜矿(Cu S)、孔雀石[CuCO ·Cu(OH) ]。下列说法不
2 5 4 2 3 2
正确的是( )
A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿
B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
C.工业上常采用电解法制取粗铜
D.在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu S
2
解析 CuSO 是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，
4C项不正确。
答案 C
8.(2018·石家庄联考)把铜粉放入装有浓氨水的试管中，塞紧试管塞，振荡后发现
试管塞越来越紧，且溶液逐渐变为浅黄色(近乎无色)溶液，打开试管塞后，溶液迅
速变为蓝色溶液。则下列说法不正确的是( )
A.试管塞越来越紧，是因为反应消耗了大量O
2
B.打开试管塞前Cu元素的化合价为＋1价
C.溶液迅速变为蓝色溶液，是因为反应生成了[Cu(H O) ]2＋
2 4
D.上述反应原理可用于测定O 的含量
2
解析 振荡后试管塞越来越紧，属于减压状态，说明试管中的O 参与了反应。化
2
学反应方程式为：4Cu＋8NH ＋O ＋2H O===4[Cu(NH ) ]OH；打开试管塞后，溶液
3 2 2 3 2
迅速变为蓝色溶液，说明＋1价的铜被氧化成＋2价，[Cu(NH ) ]OH→[Cu(NH ) ]
3 2 3 4
(OH) 。
2
答案 C
9.由黄铜矿(CuFeS )制取铜的简单流程如图：
2
下列说法正确的是( )
A.由CuFeS 生成Cu S、SO 和铁的氧化物反应中硫元素被还原
2 2 2
B.熔炼过程中的主要反应为Cu S＋O =====2Cu＋SO
2 2 2
C.铜的电解精炼过程中纯铜作阳极
D.上述冶炼过程产生大量SO ，通常用饱和NaHSO 溶液吸收
2 3
解析 A项，由CuFeS 生成Cu S、SO 和铁的氧化物，反应中硫元素的化合价由－
2 2 2
2价变成＋4价，被氧化，错误；B项，根据流程图，熔炼过程中的主要反应为Cu S
2
＋O =====2Cu＋SO ，正确；C项，铜的电解精炼过程中纯铜作阴极，粗铜作阳极，
2 2
错误；D项，SO 与饱和NaHSO 溶液不反应，应该选用Na SO 溶液，错误。
2 3 2 3
答案 B
10.(2019·荆州模拟)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究，探究的问题和过程如下：
(1)为探究Cu(OH) 是否和Al(OH) 一样具有两性，除选择Cu(OH) 外，必须选用的
2 3 2
试剂为________(填字母)。
a.氨水 B.氢氧化钠溶液
c.稀硫酸 D.冰醋酸
(2)为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：
①将CuO粉末加热至1 000 ℃以上完全分解成红色的Cu O粉末，该实验说明：在
2
高温条件下，＋1价Cu比＋2价Cu更________(填“稳定”或“不稳定”)。
②向Cu O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子方程式
2
为________________________________________________________________，
由此可知，在酸性溶液中，＋1价Cu比＋2价Cu更________(填“稳定”或“不
稳定”)。
(3)为了探究氨气能否和氢气一样还原 CuO，他根据所提供的下列装置进行实验
(夹持装置未画)，装置A产生氨气，按气流方向连接各仪器接口，顺序为
a→________→________→________→________→________→________→h。
①实验结束后，装置B中固体由黑色变为红色，装置E中收集到无色无味的气体，
在空气中无颜色变化，点燃的镁条可以在其中燃烧，则B装置中发生反应的化学
方程式为____________________________________________________________。
②装置C中的球形装置的作用是_________________________________________
____________________________________________________________________。
答案 (1)bc (2)①稳定 ②Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H O 不稳定 (3)g f
2 2
b c d e(b、c位置可互换) ①3CuO＋2NH INCLUDEPICTURE "F:\\方正文
3件\\2019文件\\课件\\2020版 创新设计 高考总复习 化学 人教版\\反应三角.TIF"
\* MERGEFORMATINET 3Cu＋N ＋3H O ②防倒吸
2 2
11.(2019·南阳模拟)用辉铜矿(主要成分为Cu S，含少量Fe O 、SiO 等杂质)制备难
2 2 3 2
溶于水的碱式碳酸铜的流程如图：
(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是________(填字母)。
A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎
C.充分搅拌 D.适当增加硫酸浓度
(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO 、S、SiO ，请写出“浸取”反应中生成S的离子方
2 2
程式：_________________________________________________________
(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是
____________________________________________________________________。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH) 。则加入的试剂A
3
可以是___________________________________________________________(填化
学式)；
“赶氨”时，最适宜的操作方法是________________________________________。
(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中有关反应的离子方程式为
____________________________________________________________________。
(6)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是_________________________________(填化
学式)。
解析 辉铜矿主要成分为Cu S，含少量Fe O 、SiO 等杂质，加入稀硫酸和二氧化
2 2 3 2
锰浸取，过滤得到滤渣为MnO 、SiO 、单质S，滤液中含有Fe3＋、Mn2＋、
2 2
Cu2＋，调节溶液pH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到滤液，赶出的
氨气循环使用。
(1)酸浸时，通过粉碎矿石或者增加溶液浓度或者进行搅拌都可以提高浸取速率，
延长浸取时间并不能提高速率。(2)“浸取”时，在酸性条件下MnO 氧化Cu S得到硫沉淀、CuSO 和MnSO ，反
2 2 4 4
应的离子方程式是2MnO ＋Cu S＋8H＋===S↓＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H O。
2 2 2
(3)若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe O 在浸取时起催化作用，Fe3＋可催化
2 3
Cu S被MnO 氧化。
2 2
(4)加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最
后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，因氨气易挥发，加热可促进
挥发，则可用加热的方法。
(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离
子方程式为Mn2＋＋HCO＋NH ===MnCO ↓＋NH。
3 3
(6)滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸铵晶体。
答案 (1)A
(2)2MnO ＋Cu S＋8H＋===S↓＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H O
2 2 2
(3)Fe3＋可催化Cu S被MnO 氧化
2 2
(4)CuO或Cu(OH) 加热
2
(5)Mn2＋＋HCO＋NH ===MnCO ↓＋NH
3 3
(6)(NH ) SO
4 2 4
[B级 拔高选做题]
12.下图是以橄榄岩(主要成分为硅酸镁，还有少量的Fe3＋、Fe2＋、Al3＋及少量不溶
于酸的杂质)为原料，制备硫酸镁晶体的流程图：
下列说法正确的是( )
A.过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去Si
B.加氨水调节pH＝7～8，目的是使Fe3＋、Al3＋转化为氢氧化物沉淀而除去
C.加H O 溶液时发生的主要反应为H O ＋Fe2＋＋2H＋===Fe3＋＋2H O
2 2 2 2 2
D.粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是使硫酸镁晶体结晶得
更漂亮
解析 硅酸不溶于水，过滤1所得固体是硅酸，A项错误；C项电荷不守恒，故错误；从粗硫酸镁晶体到硫酸镁晶体的一系列操作是为了提纯，D项错误。
答案 B
13.铜有两种常见的氧化物 CuO 和 Cu O。某学习小组取 0.98 g(用精密天平测
2
量)Cu(OH) 固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图1所示；另外，
2
某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图 2所
示。则下列分析正确的是( )
A.图1中，A到B的过程中有0.005 mol电子发生了转移
B.图1整个过程中共生成0.18 g水
C.图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是A
D.图1中A和B化学式分别为Cu O和CuO
2
解析 0.98 g Cu(OH) 的物质的量为 0.01 mol，若全部生成 CuO，质量为 0.01
2
mol×80 g·mol－1＝0.8 g，所以 A 点是 CuO；若全部生成 Cu O，质量为 0.005
2
mol×144 g·mol－1＝0.72 g，所以B点是Cu O，D项错误；根据4CuO=====2Cu O
2 2
＋O ↑可知，A 到 B 的过程中有 0.01 mol 电子发生了转移，A 项错误；根据
2
Cu(OH) =====CuO＋H O、4CuO=====2Cu O＋O ↑可知，水的物质的量为0.01
2 2 2 2
mol，质量为0.01 mol×18 g·mol－1＝0.18 g，B项正确；CuO和其中所含Cu元素的
质量关系(以CuO的质量为10 g计算)为：
CuO～Cu
80 64
10 g 8 g
观察图2可知，Y曲线符合上述质量关系，表示的是CuO，C项错误。
答案 B
14.某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性
质。过程如下：
[提出问题] ①在元素周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH) 具有
3两性，Cu(OH) 也具有两性吗？
2
②通常情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性小于Cu2＋吗？
③CuO有氧化性，能被H 、CO等还原，也能被NH 还原吗？
2 3
[实验方案] (1)解决问题①需用到的药品有CuSO 溶液、________(填试剂名称，
4
一种或多种)，同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH) 固体，加热至80～100 ℃
2
时，得到80 g黑色固体粉末，断续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉
末A。冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为
_____________________________________________________________________
。
向A中加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，
则反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中
观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的
化学式为___________________________________________________________。
[实验结论] (4)Cu(OH) 具有两性。证明 Cu(OH) 具有两性的实验现象是
2 2
_____________________________________________________________________。
(5)根据实验方案(2)，得出的 Cu＋和 Cu2＋稳定性大小的结论：在高温时
____________________________________________________________________；
在酸性溶液中____________________________________________________。
(6)CuO能被NH 还原。有同学认为NH 与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也
3 3
有同学认为NH 与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一
3
个简单的实验方案验证 NH 与 CuO 反应后生成的红色物质中是否含有 A：
3
___________________________________________________________________。
解析 (1)要证明Cu(OH) 具有两性，应先用CuSO 溶液与碱反应生成Cu(OH) ，
2 4 2
再做Cu(OH) 与酸、碱液反应的实验，所需试剂为稀硫酸、NaOH溶液。(2)98 g
2
Cu(OH) 的物质的量为1 mol，加热分解生成的72 g固体中含Cu 1 mol，即64 g，氧
2原子的质量为72－64＝8(g)，n(O)＝8/16＝0.5 mol，A中n(Cu)∶n(O)＝2∶1，A的
化学式为Cu O，向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还
2
有红色固体存在，说明生成了Cu和Cu2＋，反应的离子方程式为Cu O＋2H＋===Cu
2
＋Cu2＋＋H O。(3)CuO和NH 反应生成红色物质Cu，根据质量守恒知生成无污染
2 3
气体为N 。(4)Cu(OH) 如具有两性，则既能溶解于强酸(稀硫酸)，又能溶解于强碱
2 2
(NaOH)溶液，分别生成盐和水。(5)80 ℃～100 ℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，
继续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu O
2
稳定，与酸反应生成CuSO 和Cu，说明在酸性条件下＋2价的铜稳定。(6)如含有
4
Cu O，则根据其与酸反应的现象可判断，化学方程式为 Cu O＋H SO ===Cu＋
2 2 2 4
CuSO ＋H O，故步骤是取NH 与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中
4 2 3
若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A。
答案 (1)稀硫酸、NaOH溶液 (2)Cu O Cu O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H O (3)N
2 2 2 2
(4)Cu(OH) 既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液 (5)Cu＋比Cu2＋稳定 Cu2＋比
2
Cu＋稳定 (6)取NH 与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液
3
变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A
