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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 铜及其化合物的性质与转化
题型02 合金与金属材料
题型03 金属矿物的开发利用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 铜及其化合物的性质与转化
1．下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是
A．含有铜的铝合金熔点高，可用于制造高导电率导线
B．Cu2O 的熔、沸点较高，可用作催化剂
C．CuSO4能使蛋白质变性，可用作游泳池消毒剂
D．Cu(OH)2呈碱性，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
2．在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是
A．Cu2S(s)――→Cu(s)
B．Cu(s)―――――――→Fe(s)
C．Cu(s)
S ( s
———
Δ CuS(s)
D．Cu(s)―――――→SO2(g)
3．部分含
或
物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是
1
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A．若a 可与稀盐酸反应生成c，则直接加热蒸干c 溶液一定不能得到溶质c
B．若存在a→c→f→e 转化过程，其中一定包含复分解反应
C．若可用b 制备e，其过程中一定能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，再变成红褐色
D．若d 能溶解于氨水中，则说明
与
配位能力大于
与
配位能力
4．氯化亚铜（CuCl）可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂等。某化学学习小组同学设计如图装置
（夹持仪器略），通过热分解CuCl2·2H2O（易水解）制备氯化亚铜，下列说法正确的是
A．先通入N2，再点燃酒精灯，制备实验结束，持续通入N2至装置甲冷却至室温
B．装置乙中的试剂Y 为浓硫酸
C．装置丙中的湿润蓝色石蕊试纸变红
D．装置丁中的NaOH 溶液吸收尾气，只发生一个化学反应
02 合金与金属材料
5．“北斗巡天”“脑机融通”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A．北斗技术助力生产：卫星外壳中合金的硬度比其成分金属的大
B．人工智能服务生活：人工智能芯片的主要成分为
C．脑机接口融入医疗：植入式电极中的石墨烯属于烯烃
D．多箭齐发探索宇宙：火箭发动机使用的煤油属于可再生能源
6．劳动最光荣，劳动创造生活”，下列劳动项目与所述化学知识有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
给铁栏杆粉刷油漆
利用电化学法防止铁腐蚀
B
用生石灰富集海水中的
的溶解度小于
C
酿制葡萄酒时添加适量
具有漂白性
D
用
除去废水中的
具有还原性
03 金属矿物的开发利用
7．CuCl 常用作有机合成的催化剂，由废铜屑经下图转化制得。已知：“沉淀”时的反应为[CuCl2]－
CuCl↓＋Cl－，Ksp(CuCl)＝1×10－6。下列关于该转化流程的说法正确的是
2
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A．“氧化”时，每消耗1 mol H2O2，同时生成0．5 mol O2
B．“还原”反应的离子方程式为2Cu2＋＋4Cl－＋SO＋H2O＝2[CuCl2]－＋SO＋2H＋
C．SO 与SO 中O—S—O 的键角比较：前者＞后者
D．“滤液”中c(Cu＋)＝1×10－6 mol·L－1
8．（2025·山东泰安·二模）某小组设计如下工艺流程回收废旧印刷电路板中的铜，下列说法正确的是
A．反应Ⅰ的离子方程式为：
B．操作③使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
C．操作④以石墨为电极材料，溶液pH 增大
D．上述化工流程中可以循环使用的物质有
、
、RH
9．（北京市清华大学附属中学2025 届高三下学期三模化学试题）从锂离子电池电极材料LiCoO2 (含少量
金属Cu)中提取Co(OH)2和Li2CO3的回收工艺流程如图所示，得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，可
实现LiCoO2的再生。下列说法正确的是
A．为加快“浸取”的反应速率，可将溶液加热煮沸
B．“浸取”反应中，H2O2实际消耗量超过理论用量可能与Cu2+有关
C．由图示过程可知
D． LiCoO2再生：
10．（2025·安徽省A10 联盟最后一卷）POM 是一种常用的浸渍试剂，一种从辉钼矿(主要含有
、
、
、
，以及其它惰性杂质)获得POM、Ni 以及
的流程如下图所示：
3
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已知：“闪速焙烧”所得烧渣中生成的氧化物有
、
、
；氨水不能溶解
、
等。
请回答下列问题：
（1）基态
价电子排布图为 。
（2）
转化为
的化学方程式为 。
（3）“脱硫”工序需控制温度在
之间，原因是 。
（4）其他条件一定时，钼的浸出率与“氨溶”温度和时间的关系如下图。“氨溶”条件宜采用 ，
渉及的离子方程式为 。
（5）滤渣2 中的主要成分有 (不考虑原料中的惰性杂质)。
（6）该流程中可以循环利用的物质有 。(填化学式)。
11．从低品位铜镍矿(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO 等杂质)资源中提取镍和铜的一种工艺流程如下：
资料：一些物质的Ksp(25 ℃)如下。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Ni(OH)2
Ksp
4.9×10−17
2.8×10−39
5.6×10−12
2.1×10−15
（1）上述流程中，加快反应速率的措施是 。
（2）用离子方程式表示浸出过程中通入O2的目的 。
（3）萃取时发生反应：Cu2+ + 2HR
CuR2 + 2H+(HR、CuR2在有机层，Cu2+、H+在水层)。
4
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①某种HR 的结构简式为
，该分子中可能与Cu2+形成配位键的原子有 。
②解释反萃取时H2SO4的作用： 。
（4）生成黄钠铁矾[NaFe3(OH)6(SO4)2]的离子方程式是 。
（5）第二次使用MgO 调节pH 使Ni2+沉淀完全(剩余离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1)，宜将pH 调节至
(填序号)。
a．6~7 b．9~10 c．11~12
（6）该流程中可循环利用的物质有 。
1．（北京市东城区2025 届高三一模考试化学试题）实验：把铜丝放入稀硫酸中，无明显现象，再加入双
氧水，铜丝表面有少量气泡产生并逐渐增多，一段时间后产生大量气泡，溶液变蓝。下列分析不正确的是
A．依据金属活动性顺序，铜与稀硫酸不能发生置换反应
B．实验中产生的气体能使带火星木条复燃
C．溶液变蓝的方程式有
D．“产生大量气泡”，说明
起到了催化作用
2．Cu2S 可用作钾离子电池的负极材料。冶炼铜时可使Cu2S 在高温下与O2反应转化为Cu2O，生成的Cu2O
与Cu2S 进一步反应得到Cu。Cu2O 在酸性溶液中会转化为Cu 和Cu2＋；Cu2S 能被浓硝酸氧化为Cu(NO3)2。
Cu 在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2＋；Cu(OH)2能与NaOH 溶液反应生成Na2[Cu(OH)4]。
下列化学反应表示正确的是
A．Cu2S 在高温下与O2反应：2Cu2S＋4O2====2Cu2O＋2SO3
B．Cu2S 与浓硝酸反应：Cu2S＋6HNO3(浓)====2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋H2S↑＋2H2O
C．Cu2O 溶于稀硫酸：Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O
D．Cu 在O2存在下与氨水反应：2Cu＋8NH3＋O2＋4H＋＝2[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O
3．一种利用废铜渣(主要成分为
，及少量的
等杂质)制备超细铜粉的流程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为
5
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B．向“沉铁”后的滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
C．“沉铜”过程中发生了氧化还原反应，
是还原剂
D．“转化”后的滤液中含有的阳离子为
和
4．氯酸镁[Mg(ClO3)2]常作催熟剂、除草剂等。实验室利用卤块(主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、
FeCl2等杂质)制备少量Mg(ClO3)2的工艺流程如下：
部分氢氧化物开始沉淀及沉淀完全的pH 如表所示：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
8.9
沉淀完全的pH
3.2
9.7
10.9
下列说法正确的是
A．反应Ⅰ的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋4H2O＝Mn2＋＋5Fe3＋＋8OH－
B．反应Ⅱ后溶液中大量存在的离子有：Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋、SO、Cl－
C．调pH 时应控制溶液的pH 在1.5～3.2
D．反应Ⅲ属于复分解反应，能够发生的原因是生成溶解度相对较小的Mg(ClO3)2
5．（2025·安徽师范大学附属中学模拟）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某废渣含有钴、铅、
铜、铁、镁、钙的
价氧化物。从该废渣中提取钴和制取胆矾的一种流程如下。
已知：①常温下，
，
，
；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的
见下表：
金属离子
6
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开始沉淀时
的
2.7
7.5
7.6
4.7
完全沉淀时
的
3.7
9.0
9.1
6.2
③萃取
的反应原理；
；
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。
（1）Co 位于元素周期表中第 周期第 族。
（2）“滤渣1”的主要成分为 。向“滤液1”中需先加A 物质，再加B 物质，若加入的A 为无机非
金属化合物的溶液，则A 试剂为 (化学式)，加入B 试剂的目的是 。
（3）常温下，若“滤液2”中
(忽略溶液中极少量的
)，除去
“滤液2”中的
，至少需加入
固体的质量为
(忽略溶液体积的变化)。
（4）“反萃取”步骤中加入的“试剂
”的名称为 。
（5）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 。
6．用低品铜矿(主要含有CuS、FeO)制备Cu2O 的一种工艺流程如下：
（1）“酸浸”中CuS 发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
（2）“调pH”后滤液中Fe3＋刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1认为沉淀完全)，此时pH 约为
____。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38。
（3）“除锰”时的离子方程式为___________________________________________________________。
（4）“还原”前需测定铜氨离子{[Cu(NH3)4]2＋}的浓度来确定水合肼的用量。准确量取20.0 mL 除去Mn2＋
的铜氨溶液于100 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度；准确量取25.00 mL 稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加3
mol·L－1 H2SO4至pH 为3～4，加入过量碘化钾固体。以淀粉溶液为指示剂，生成的碘用0．100 0 mol·L－1
Na2S2O3 标准溶液滴定至终点(2Cu2＋＋4I－＝2CuI＋I2、I2＋2S2O＝2I－＋S4O)，重复2～3 次，平均消耗
Na2S2O3标准溶液21．00 mL。计算铜氨溶液的物质的量浓度：_______________(写出计算过程)。
（5）保持其他条件不变，水合肼浓度对Cu2O 的产率的影响如图所示。水合肼浓度大于3．25 mol/L 时
Cu2O 的产率下降，[Cu(NH3)4]2＋的转化率仍增大，可能的原因是_____________________________。
7
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7．工业上以铬铁矿（
含有少量
和
等杂质）为主要原料制备
的工艺流程如下
图。
已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以
存在，在碱性介质中以
存在。
②煅烧的目的是将
转化为
。
③室温下，
（1）
元素位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）“煅烧”时
参与反应的化学方程式为 。
（3）“滤渣1”的主要成分为 。
（4）“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 ，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择
的优点是 。
（5）室温下“中和”：
。控制
，可保证
恰
好沉淀完全（溶液中浓度为
）。
（6）分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产
品的纯度时（
溶液的吸光度与其浓度成正比），测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制
待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是__________（填字母）。
A．硫酸
B．氢碘酸
C．硝酸钾
D．氢氧化钾
1．（2023·重庆卷）重庆市战略性新兴产业发展“十四五”规划(2021-2025 年)涉及的下列物质中，属于金
属材料的是
8
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A．重组蛋白
B．高性能铜箔
C．氮化镓半导体
D．聚氨酯树脂
2．（2022·全国乙卷）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
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
3．（2025·甘肃卷）处理某酸浸液(主要含
)的部分流程如下：
下列说法正确的是
A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：
B．“碱浸”过程中NaOH 固体加入量越多，
沉淀越完全
C．“氧化”过程中铁元素化合价降低
D．“沉锂”过程利用了
的溶解度比
小的性质
4．（2024·吉林卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下“脱氯”步骤仅Cu 元素化
合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
Zn2＋
Cu2＋
Cl－
浓度/g·L－1
145
0.03
1
A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全
B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2＝2Cu2＋＋H2↑＋2H2O
C．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－＝2CuCl
D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn
5．（2022·山东卷）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe 元素的杂质)为主
要原料制备Cu 粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
9
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3
Fe(OH)
2
Cu(OH)
2
Zn(OH)
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是A．固体X 主要成分是
3
Fe(OH) 和S；金属M 为Zn
B．浸取时，增大
2
O 压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH 的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu 的生成
6．（2025·黑吉辽蒙卷）某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、
、FeS 和CuCl)中的Zn、Pb 元
素。
已知：①“氧化浸出”时，
不发生变化，ZnS 转变为
；
②
；
③酒石酸(记作
)结构简式为
。
回答下列问题：
（1）
分子中手性碳原子数目为 。
（2）“氧化浸出”时，过二硫酸根
转变为 (填离子符号)。
（3）“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为 。
（4）“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为 。
（5）滤渣2 中的金属元素为 (填元素符号)。
（6）“浸铅”步骤，
和
反应生成PbA。PbA 产率随体系pH 升高先增大的原因为 ，
pH 过高可能生成 (填化学式)。
（7）290℃“真空热解”生成2 种气态氧化物，该反应的化学方程式为 。
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