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第04 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
目录
01 课标达标练
题型01 铜的性质及应用
题型02 铜的重要化合物的性质及应用
题型03 铜检验化合物的制备
题型04 金属材料及应用
题型05 金属的冶炼
题型06 金属及其化合物的综合应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 铜的性质及应用
1．（2025·四川泸县五中·二模）生活中处处有化学，下列叙述正确的是
A. HB 铅笔芯的成分为二氧化铅
B. 碳酸氢钠可做食品膨松剂
1
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C. 青铜和黄铜是不同结构的单质铜
D. 焰火中红色来源于钠盐灼烧
2．(2020·全国 Ⅲ 卷)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)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说
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)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
3．(2024·广东汕头·二模)为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内
氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置(试管底部有孔
隙)。下列说法错误的是( )
A．装置内发生的化学反应方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B
C．该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止
D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A
02 铜的重要化合物的性质及应用
4.（2025·四川达州市高级中学·预测）下列资源利用中，在给定工艺条件下转化关系错误的是
A. 氯化镁(l)
金属镁
B.
C. 氧化银
金属银
D. 淀粉
葡萄糖
5．（2025•四川安岳中学•预测）某化学兴趣小组探究Cu 被I2氧化的产物，实验记录如下：
2
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编号
实验操作
实验现象
实验I
极少量的I2溶解，溶液变为浅红色；充分反应
后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为浅红
色
实验
II
I2完全溶解，溶液为深红棕色；红色的铜粉快速
溶解，充分反应后，溶液仍为深红棕色
实验
III
深红棕色溶液加CCl4后分层，下层溶液显紫红
色，上层溶液无色；无色溶液中滴加浓氨水，无
明显现象，静置一段时间后溶液变为深蓝色
已知：①I2易溶于KI 溶液，发生反应I2+I-
I3
-(红棕色)，I2和
氧化性几乎相同；
②
(蓝色)；
(无色)；
(无色)易被空气氧化。
下列说法错误的是
A．根据实验I 中白色沉淀可知，Cu 能被I2氧化为Cu+
B．根据实验I 和II 可知，实验I 中Cu 溶解速率慢的可能原因是CuI 覆盖在Cu 表面，降低Cu 与溶液接触
面积
C．实验III 中加入
的目的是除去I2(或
)，防止干扰后续实验
D．通过上述实验可知，在一定条件下Cu 能被
氧化为
和
6．铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜，制得的粗铜通过电
解法进行精炼。Cu2S 与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu 在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫
酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022 年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学
家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl 是白色难溶
于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2] (强酸)。
3
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上述叙述过程涉及的离子方程式，不正确的是
A．Cu2S 与浓硝酸反应：Cu2S+6H++2NO3
-=2Cu2++2NO2↑+H2S↑-+2H2O
B．Cu2O 溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu 在O2存在下与氨水反应：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
D．CuCl 溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
03 铜及其化合物的制备
7．（2025 ·成都·二模）黄铜溶解液中主要含有Cu2+、Zn2+，也含有少量Pb2+、Fe3+离子，按下列方案实现
各金属离子分离。已知Zn2+溶于过量氨水形成可溶性离子
。下列说法错误的是
A. 加入H2SO4可分离出Pb2+
B. 沉淀乙中含有
、
和S
C. 赶尽H2S 可减少硝酸和氨水的消耗
D. 加入稀硝酸的目的是氧化Fe2+
8．（2025·福建泉州·三模）以含少量Fe3+的CuCl2为原料制备CuCl 的流程如下图所示：
CuCl 的盐酸溶液能吸收CO 形成配合物Cu(CO)Cl·H2O，结构如图所示。下列叙述错误的是
A．CuCl 的盐酸溶液可用于吸收CO，是利用了CuCl 的氧化性
B．①中加热有利于Fe(OH)3胶体聚沉，便于与Cu2+分离
C．②中发生的离子反应为Cu+Cu2++2Cl- = 2CuCl
D．③用酒精洗涤既可除去晶体表面的杂质离子，又可以加快固体的干燥
9．(2025·北京市中国人民大学附属中年高三第三次统练)用过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液作为浸取剂，
浸取黄铜矿(CuFeS2)的流程示意图如下。
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下列说法错误的是
A．[CuCl2]-的中心离子是Cu+，配体是Cl-
B．参与反应的n(CuCl2)：n(CuFeS2)=3：1
C．浸取剂中的Cl-有助于CuFeS2固体的溶解
D．用浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
04 金属材料的性能及应用
10．（2025 届·广东湛江·二模）“传承文化遗产，飞扬华夏风采”，中华文物传承华夏文明，
下列文物中主要由无机金属材料制成的是
A 秦兵马俑
B 人面鱼纹陶盆
C 西周利簋
D 击鼓说唱俑
11．（2025·湖北省武汉市江岸区·一模）衣食住行皆化学。下列说法错误的是
A．涤纶耐磨、易洗、快干，可用于制作航天服、降落伞。
B．食品中添加适量的二氧化硫可起到漂白、防腐和抗氧化等作用。
C．以黏土、石灰石和石英为原料的普通水泥大量用于建筑和水利工程。
D．乘坐汽车须系安全带，制造安全带卡扣的合金硬度比其成分金属的大。
12．合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件
B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于快中子反应堆的热交换剂
C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等
D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件
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05 金属的冶炼
13．（2025 高三上·全国·专题练习）我国古代地理名著《水经注》中有如下记载：“屈茨二百里有山，夜
则火光，昼则旦烟，人取此山石炭冶此山铁，恒充三十六国用”，下列有关理解正确的是
A．“石炭”是焦炭
B．“山铁”是单质铁
C．“石炭”能用于还原铁矿石
D．“石炭”夜晚燃烧时不冒烟
14．（2025 高三上·全国·专题练习）下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是
选项
金属
存在形式
冶炼方法
A
金
游离态
金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离
B
银
化合态
银的金属性弱，用加热Ag2O 的方法冶炼
C
铁
化合态
用焦炭和空气反应产生的CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D
钠
化合态
钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和
NaCl 溶液的方法冶炼
A．A
B．B
C．C
D．D
15．(2024·山东济南历城二中质检)我国夏代已经有青铜器，传说夏禹铸九鼎，史料中更有夏禹之子夏启炼
铜的记载。冶铁技术大约出现在西周(公元前1046 年～公元前771 年)时期，冶炼出生铁使我国成为世界上
最早发明和使用生铁的国家。下列有关金属冶炼的说法不正确的是
A．金属的冶炼先后，主要取决于金属的活动性强弱
B．炼铁时，加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅
C.金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程
D．工业上用电解氯化镁溶液的方法冶炼金属镁
06 金属及其化合物的综合应用
16. （2025•四川达州高级中学•预测）江西的钽矿储量居全国首位，主要用于制造高温合金和电子元件。
以某钽矿渣(主要含Ta2O3、FeO、Al2O3及油脂等)为原料制备万能材料NaTaO3的流程如图。
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已知：①焙烧时，Ta2O3、FeO 转化成NaTaO3、Fe2O3；②NaTaO3溶解度随着温度升高而快速增大。下列叙
述错误的是
A. “焙烧”可选择陶瓷容器
B. 通入足量空气的目的之一是除去油脂
C. 固体1 可用于制造红色颜料
D. “系列操作”包括“蒸发浓缩、降温结晶”等
17. （2025•四川广安市•二诊）二氯二氨合钯（
）是一种重要的化工原料，广泛应用于催
化剂、电子材料和精细化工产品中。工业上利用废钯催化剂（含Pd、Fe、Zn、Si 和C 等）制备
的工艺流程如下：
焙烧时钯转化为氧化钯（PdO），下列说法错误的是
A. “焙烧”时，碳转化为
B. “还原”时，PdO 被HCOOH 还原为Pd
C. “酸浸”所得的滤渣中含有
D. 配合物
难溶于水
18. （2025 高三上·山东烟台·阶段练习）
可用于制备铬颜料及铬盐，工厂采用如下工艺制备
，已知焙烧后Cr 元素以+6 价形式存在；在溶液中Cr(Ⅵ)存在如下平衡：
。下列说法正确的是
A．“焙烧”若在实验室中进行，可以选择陶瓷坩埚作反应容器
B．滤渣的主要成分为
C．滤液①中Cr 元素的主要存在形式为
D．滤液②的主要成分为
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1．(2025·安徽省六安第一中学高三月考)各类材料的应用推动了科技发展，下列说法正确的是
A．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用
B．天舟六号货运飞船主体材料铝合金的硬度高于金属铝
C．纸电池是近年来电池研发领域的新成果，原电池的电极必须使用金属材料
D．“长征一号”运载火箭使用的是液氧煤油发动机，煤油主要由煤的干馏获得
2． (2025·四川巴中市•三模)铜阳极泥含有Cu、Ag、Au 等元素，回收铜阳极泥中金属的化工流程如下：
已知：①
；
②“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCl4；
③“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的AgCl 转化为
。
下列说法正确的是
A. “浸出液1”中含有的金属离子主要是Cu2+，说明在“浸取1”步骤中H2O2增强了H2SO4的氧化性，促进
H2SO4和Cu 发生反应
B. “浸取2”步骤中，不能加入过量的HCl 使Ag 充分转化为AgCl
C. “还原”步骤中，被氧化的N2H4与产物Au 的物质的量之比为1:4
D. “真金不怕火炼”说明金的密度高
3．(2025·北京市密云区第二中学高三月考)最近，我国研究人员成功制备出高强度、高导电性、高耐热的
铝—锆—钪(Al-Zr-Sc)合金材料，为提升我国绿色铝产业深加工能力提供了支撑。下列说法不正确的是
A．Al 是地壳中含量最多的金属元素
B．基态21Sc 的简化电子排布式是[Ar]3d14s2
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C．Al-Zr-Sc 合金比纯金属具有较高的熔点
D．Al-Zr-Sc 合金的导电性与自由电子的运动相关
4．（2024·安徽安庆·三模） 铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用
于制铜，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S 与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu 在O2条件下能与氨水反
应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022 年诺贝尔化学奖授予
了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之
作，催化剂CuCl 是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2] (强酸)。
上述叙述过程涉及的离子方程式，不正确的是
A．Cu2S 与浓硝酸反应：
B．Cu2O 溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu 在O2存在下与氨水反应：
D．CuCl 溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
5．（2024·山东潍坊·二模）三氯化铬是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。
实验室可利用下面装置模拟制取三氯化铬（
、
为气流控制开关）。
原理：
已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。下列说法正确的是
A．实验装置合理的连接顺序为a→b→c→h→i→d→e→f
B．装置D 中反应的离子方程式为
C．从安全的角度考虑，整套装置的不足是升华的三氯化铬易凝华，堵塞导管
D．实验开始和结束都通一段时间N2，且目的相同
6．（2024·安徽安庆·模拟预测）软磁材料
可由阳极渣和黄铁矿FeS2制得。阳极渣的主要成分为
且含有少量Pb、Fe、Cu 等元素的化合物。制备流程如下。
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25℃时，
。下列说法错误的是
A．X 可为稀硫酸
B．滤渣2 成分是
和
C．“酸浸”时
中的铁元素转化为
，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
D．利用
替代CaO 可优化该流程
7.（2025•四川达州渠县中学•二模）铜阳极泥(主要含有铜、银、金、铅等单质)是一种含贵金属的可再生资
源，一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如上图(所加试剂均过量)：
已知：①溶液2 中
的主要存在形式为
②
请回答：
（1）沉淀B 的主要成分为_______(填化学式)，从氧化还原的角度分析，步骤5 中HCHO 体现的性质是
_______。
（2）步骤2 中单质金发生反应的离子方程式为_______。
（3）下列说法正确的是_______。
A. 步骤1 中加入NaCl 的主要作用是使溶解出的Ag+转化为AgCl 沉淀
B. 步骤1 可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌、改用浓硫酸等方式加快反应速率
C. 溶液1 可经浓缩后蒸发结晶，趁热过滤取滤渣，得到胆矾粗产品
D. 溶液4 若返回步骤3 中循环使用，需补加NaOH 以保证银的浸出率
（4）Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH 的关系如图所示。
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步骤4 中加入稀硫酸调节溶液pH=4 可析出AgCl，请用离子方程式表示析出AgCl 的原因：_______。
（5）工业上变废为宝获得
的另一途径是：在铅酸蓄电池废料中加入Fe2+作为催化剂，将废料转化
为
，涉及的反应如下：
①
②
已知PbO2和Pb 难溶于H2SO4，通过对比有无催化剂的实验组，观察不到明显差异。请设计实验，证明
Fe2+的催化作用，写出操作和现象。_______。
8．（2025•成都石室中学•二模）一种以湿法炼锌的净化渣（含有Co、Zn、Fe、Cu 等金属的单质及其氧化
物）为原料提取钴（Ⅱ）的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，
。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表：
金属离子
开始沉淀时（
）的pH
6.2
4.0
7 9
2.2
7.5
沉淀完全时（
）的pH
8.5
5.0
9.2
3.2
9.0
回答下列问题：
（1）“浸出渣”的主要成分为______（填化学式）。
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（2）
常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到
，除铜后溶液中
的浓度为0.18mol/L，则此
时溶液的pH<______[已知常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
]。
（3）过硫酸钠（
）能将
和
氧化，
和
反应的离子方程式为______。
（4）“氧化”后，溶液中
浓度为0.01mol/L，利用碳酸钠溶液调节溶液pH。“沉铁”时，调节溶
液pH 的范围是______，“沉钴”步骤中，溶液pH 不宜过大的原因是______。
（5）“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有______。
（6）“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为______；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐
酸，其优点是______。
1．(2025·广东卷，1，2 分)中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是(
)
A．纸哪吒
B．石印章
C．木活字
D．不锈钢针
2．(2025·陕晋宁青卷，1，3 分)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是
A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金
C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜
3．(2025·湖南卷，1，3 分)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是
A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件
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B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层
C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料
D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”
4．(2024 年甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是
A.洛阳纸贵
B.聚沙成塔
C.金戈铁马
D.甘之若饴
5．（2024·全国甲卷）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰
的
价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于
，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①
。
②以氢氧化物形式沉淀时，
和溶液
的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。
（2）“酸浸”步骤中，
发生反应的化学方程式是 。
（3）假设“沉铜”后得到的滤液中
和
均为
，向其中加入
至
沉淀完
全，此时溶液中
，据此判断能否实现
和
的完全分离 (填“能”或“不
能”)。
（4）“沉锰”步骤中，生成
，产生
的物质的量为 。
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（5）“沉淀”步骤中，用
调
，分离出的滤渣是 。
（6）“沉钴”步骤中，控制溶液
，加入适量的
氧化
，其反应的离子方程式为
。
（7）根据题中给出的信息，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。
6．(2024·北京卷，18)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。
（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。
（2）(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的
化学方程式是 。
（3）矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”
过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；
和
时，固体B 中所含铜、铁的主要物质如
表。
①温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。
②温度高于425℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。
（4）用离子方程式表示置换过程中加入
的目的 。
（5）粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液，并维持一定的c(H＋)和
c(Cu2+)。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。
温度/℃
B 中所含铜、铁的主要物质
400
Fe2O3、CuSO4、CuFeS2
500
Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO
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