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1.单质铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
①常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的
____________。有关化学方程式__________________________________________。
②写出下列化学方程式：
铜在空气中加热：________________________________________________________；
第11 讲 金属材料与金属矿物的开发利用
考点导航
考点一 铜及其化合物
重难点辨析
1
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铜丝在硫蒸气中反应：____________________________________________________。
答案 ①铜锈 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
②2Cu＋O2====2CuO 2Cu＋S====Cu2S
2.铜的重要化合物
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学
方程式：Cu2(OH)2CO3====2CuO＋CO2↑＋H2O，可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2
＋＋CO2↑＋3H2O。
(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O，化学方程式为4CuO=====2Cu2O＋O2↑。
(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为CuSO4·5H2O====CuSO4＋5H2O。
(4)红色的Cu2O 与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2
＋＋H2O。
3.铜的冶炼
(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4
FeSO4+Cu。
(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑
电解精炼铜的原理是用粗铜为阳极,铜在阳极上失电子变为Cu2+,用纯铜棒为阴极,Cu2+在阴极上得电子生成
铜。
(1)＋1 价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2 价。
(2)＋1 价铜，在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu 和Cu2＋，利用这一原理可区别Cu 和Cu2O。向红色物
质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为
Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
(3)通常利用反应2Cu+O2
2CuO 除去某些混合气体中的少量O2。
(4)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S 反应生成Cu2S，由此可知氧化性:Cl2>S。
(5)Cu 与稀硫酸不反应，但在通入O2的条件下，Cu 可在稀硫酸中逐渐溶解：2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O。
(6)无水CuSO4可作为检验水的试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
(7)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，用来杀灭植物病毒而减少病虫害。
规律·方法·技巧·点拔
2
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(8)铜及其化合物的颜色、状态及溶解性
物质
颜色
状态及溶解性
物质
颜色
状态及溶解性
Cu
紫红色，
有金属光
泽
固态，难溶于非氧化性
酸，易溶于强氧化性酸
CuSO4
白色
粉末，易溶于水,
水溶液呈蓝色
CuO
黑色
粉末，可溶于酸溶液
CuSO4·5H2O
蓝色
晶体
Cu2O
砖红色
固体，难溶于水，可溶于
酸溶液(生成Cu 和Cu2+)
Cu2(OH)2CO3 绿色
粉末，难溶于水，
可溶于酸溶液
CuCl
CuI
白色
粉末，难溶于水
Cu(OH)2
蓝色
难溶于水，可溶于
酸溶液
CuS
黑色
粉末，难溶于水及非氧化
性强酸
[Cu(NH3)4]2+ 深蓝色络合离子，溶于水
提醒： 反应CuSO4+H2S
CuS +H2SO4可说明CuS 难溶于非氧化性强酸。
考向1 铜及其化合物的性质和应用
【典例1】（2023·全国·高三专题练习）战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器，青铜比纯铜更便于
制成形态各异的容器的原因是
A．熔点低
B．密度大
C．硬度大
D．不易被腐蚀
【答案】A
【解析】青铜为铜、锡、铅等的合金，通常合金的熔点小于成分金属，因此青铜比纯铜更便于制成形态各
异的容器，故答案选A。
【变式练1】（2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测）中华民族为人类文明进步做出巨大贡献。下列
说法正确的是
A．中国是丝绸的故乡，丝、绸、绢等蚕丝制品属于天然高分子材料
B．四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酒和醋均属于无机物
C．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为石灰石
D．青铜器“马踏飞燕”被选作中国的旅游徽标，青铜器表面铜锈主要成分为
【答案】A
【解析】A．丝、绸、绢等蚕丝制品的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物，A 正确；
B．酒和醋的成分分别是乙醇和乙酸，属于有机物，B 错误；
C．瓷器的主要原料为黏土，C 错误；
D．青铜器表面铜锈主要成分为
，D 错误；
典型例题剖析
3
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故选A。
【变式练2】（2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的
是
A．
具有强氧化性，可用作消毒剂
B．
固体具有氧化性，可作为黑火药的原料之一
C．SiC 中存在共价键，硬度大，可做砂纸和砂轮等磨料
D．
溶液呈蓝色，胆矾可以与石灰乳混合制备波尔多液
【答案】D
【解析】A．Na2FeO4中的Fe 为+6 价，则该物质具有强氧化性，因而可用于消毒杀菌，A 正确；
B．KNO3具有氧化性，因而可作为氧化剂用于黑火药中，B 正确；
C．SiC 是由原子直接构成且只含共价键的共价晶体，其硬度很大，因而可用作砂轮、砂纸的磨料，C 正确；
D．CuSO4溶液呈蓝色这一性质，与胆矾可以与石灰乳混合制备波尔多液无对应关系，D 错误；
故选D。
考向2 铜的冶炼方法
【典例2】（2023·全国·高三专题练习）金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的
一些说法不正确的是
A．合金的性质与其组成金属的性质不完全相同
B．灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]和焦炭混合物制铜也属于还原法
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．工业上金属Mg、Cu 都是用热还原法制得的
【答案】D
【解析】A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如合金的硬度、强度更大、熔点更低等，A 正
确；
B．灼烧时孔雀石分解生成CuO，CuO 被焦炭还原为单质Cu，属于还原法制取，B 正确；
C．金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C
正确；
D．工业上利用电解熔融MgCl2的方法来制得金属镁，D 错误；
故答案选D。
4
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【变式练3】（2023 春·上海徐汇）下列常见金属的冶炼原理不合理的是
A．加热法炼汞：
↑
B．铝热法炼铁：
C．火法炼铜：
D．还原法冶镁：
【答案】D
【解析】A．汞是不活泼的金属，加热法炼汞：
↑，A 正确；
B．铝的金属性强于铁，铝热法炼铁：
，B 正确；
C．火法炼铜可表示为：
，C 正确；
D．镁是活泼的金属，电解法冶炼镁：MgCl2
Mg+Cl2↑，D 错误；
答案选D。
【变式练4】（2023 春·江苏徐州·高二统考期末）铜是人类祖先最早应用的金属，随着科学技术的发展不
断开发出新的用途，如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜，部分工业流程如下。
下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
5
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A．制印刷电路板：
B．电解精炼铜阳极电极反应式：
C．生产粗铜时发生的化学反应可能有：
D．青铜器产生铜绿的过程：
【答案】C
【解析】A．制印刷电路板时Cu 与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A 项错
误；
B．电解精炼铜时粗铜为阳极，粗铜中比Cu 活泼的金属如Fe 等先失电子发生氧化反应、后Cu 失电子发生
氧化反应，即阳极反应式为Fe-2e-=Fe2+等、Cu-2e-=Cu2+(主要)，精铜为阴极，阴极电极反应式为Cu2++2e-
=Cu，B 项错误；
C．生产粗铜时，Cu2S 与O2高温反应可生成CuO 和SO2，CuO 可能与未反应的Cu2S 高温反应生成Cu 和
SO2，可能反应为Cu2S+2CuO
4Cu+SO2↑，C 项正确；
D．在金属活动性顺序表中Cu 处在H 的后面，青铜器不可能发生析氢腐蚀，青铜器发生吸氧腐蚀，青铜器
生产铜绿的过程：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3，D 项错误；
答案选C。
考向3 铜及其化合物的转化关系
【典例3】（2022 秋·河北·高三专题练习）《天工开物》中述及铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土滓，
然后入炉煎炼，其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，
傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是
A．“淘洗去土滓”属于原料的富集
B．炼制所得自然铜为合金
C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同
D．可用热分解法冶炼铜
【答案】D
6
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【解析】A．“淘洗去土滓”，使矿石和土分离属于原料的富集，A 正确；
B．纯铜为红色，“自然铜……色似干银泥”为合金，B 正确；
C．铜与铅混合物的分离过程中，铅质先熔，从上孔流出，利用了物质的熔点不同，C 正确；
D．不能用热分解法冶炼钢，可用热还原法冶炼铜，D 错误；
答案选D。
【变式练5】（2022 秋·安徽黄山·高一统考期末）下列各组物质之间可以按“物质A→物质B→物质C→物
质D”关系直接转化的是
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】A．Fe 在高温条件下与O2反应可生成Fe3O4，Fe(OH)3与H2SO4反应可生成Fe2(SO4)3，但Fe3O4与
水不能发生反应，不能直接转化为Fe(OH)3，A 不符合题意；
B．Cu 与Cl2反应可生成CuCl2，CuCl2与碱反应可生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解可生成CuO，B 符合题
意；
C．NaCl 不能直接转化为Na2CO3，C 不符合题意；
D．C 在O2中燃烧可生成CO2，CO2与C 在高温条件下反应可生成CO，但CO 不能直接转化为H2CO3，D
不符合题意；
故选B。
【变式练6】（2023 秋·江西吉安·高二宁冈中学校考开学考试）硫及其化合物的“价-类二维图”体现了化
学变化之美。下列有关说法正确的是
7
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A．硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B．将X 通入BaCl2溶液中先有白色沉淀生成后白色沉淀溶解
C．M 的无水固体粉末显蓝色
D．N 与Z 反应可生成X
【答案】D
【解析】从图中可知，X 为S 的氧化物，S 的化合价为+4 价，X 为SO2，Y 为硫的氧化物，S 化合价为+6
价，Y 为SO3，Z 为酸且硫的化合价为+6 价，Z 为硫酸，M 为盐且硫的化合价为+6 价，硫酸与铜反应得到
M，M 为硫酸铜，N 为盐，S 的化合价为+2 价，N 为Na2S2O3。
A．S 在过量的氧气中燃烧生成二氧化硫而不是三氧化硫，A 错误；
B．将二氧化硫通入BaCl2溶液中，通常情况下弱酸无法制强酸，两者不反应，B 错误；
C．根据分析可知，M 为硫酸铜，无水硫酸铜固体粉末呈白色，C 错误；
D．Na2S2O3和H2SO4反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫和水，D 正确；
故答案选D。
1．（2023·全国·统考高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变
化的是
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉
淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变
深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
A．A
B．B
C．C
D．D
三年真题·两年模拟
8
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【答案】D
【解析】A．溶液呈棕黄色是因为有Fe3+，有浑浊是产生了Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，
化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A 错误；
B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：
2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B 错误；
C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2O
HBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所
以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C 错误；
D．胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为：
CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D 正确；
故选D。
2．（2022·浙江绍兴·统考一模）下列说法正确的是
A．铜片与浓硫酸共热后，冷却，再向混合液中加入一定量蒸馏水，溶液呈蓝色
B．铝片用浓硝酸浸泡后，取出洗净，投入到硫酸铜溶液中，无明显现象
C．配制一定物质的量浓度食盐水时，若容量瓶内有残留蒸馏水，则所配溶液浓度偏低
D．常温下，分别向两支盛有5mL0.1mol/L 酸性高锰酸钾溶液的试管中加入2mL0.1mol/L、
2mL0.2mol/L 过氧化氢溶液，根据褪色时间比较浓度对反应速率的影响
【答案】B
【解析】A．铜片与浓硫酸共热后，冷却，再向混合液中加入一定量蒸馏水，相当于往浓硫酸中加水，液
体会喷出，从而引发安全事故，A 不正确；
B．铝片用浓硝酸浸泡后，发生钝化，表面生成钝化膜，取出洗净，投入到硫酸铜溶液中，氧化铝与
Cu2+不发生反应，无明显现象，B 正确；
C．配制一定物质的量浓度食盐水时，若容量瓶内残留蒸馏水，则不影响所配溶液的体积和溶质的物质的
量，所配溶液浓度不变，C 不正确；
D．常温下，分别向两支盛有5mL0.1mol/L 酸性高锰酸钾溶液的试管中加入2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L 过
氧化氢溶液，高锰酸钾均过量，不会产生褪色现象，D 不正确；
故选B。
3．（2022·浙江绍兴·绍兴一中校考模拟预测）下列反应的离子方程式正确的是
A．印刷电路板反应原理：Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
B．碳酸氢铵溶液中滴加过量澄清石灰水：Ca(OH)2+2HCO =CaCO3+2H2O+CO
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C．Mg(HCO3)2溶液与足量烧碱溶液反应：Mg2++2HCO +4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2CO
D．过量苯酚溶液与碳酸钠溶液反应：2
+CO
→2
+H2O+CO2↑
【答案】C
【解析】A．印刷电路板反应原理是氯化铁溶液和Cu 反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故A 错误；
B．向碳酸氢铵溶液中加入足量的澄清石灰水，离子方程式为：Ca2++
+
+2OH-
=CaCO3↓+H2O+NH3•H2O，故B 错误；
C．Mg(HCO3)2溶液与足量烧碱溶液反应的离子方程式为：Mg2++2
+4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2
，
故C 正确；
D．酸性：H2CO3＞苯酚＞
，无论碳酸钠是否过量，苯酚溶液与碳酸钠溶液反应都生成苯酚钠和碳酸
氢钠，离子方程式为：
+
→
+
，故D 错误；
故选：C。
4．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、
稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为：①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中转为无色，气体
通过③后依然为无色，通过④后转为红棕色。
已知：浓硝酸能将NO 氧化成
，而稀硝酸不能氧化NO。
10
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下列说法正确的是
A．实验之前不用通
B．①中也可加入稀硝酸
C．②和③中加入的都是水
D．⑤中只发生反应
【答案】D
【解析】A．若实验之前不通入N2，则无法判断生成的红棕色气体NO2是NO 被空气中的O2氧化的还是浓
硝酸还原得到的，会干扰实验，选项A 错误；
B．若①中加入稀硝酸，则会与铜生成NO 为无色气体，与实验现象不符，选项B 错误；
C．装置②中为水，目的在于将反应生成的NO2溶于水，生成NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO；装置③中为稀
硝酸，验证NO 是否能被其氧化，选项C 错误；
D．装置⑤为尾气处理装置，其中的溶液是氢氧化钠溶液，经过装置④气体全部转化为NO2，因此装置⑤
发生的反应为:2NO2+2OH-=
+
+H2O，选项D 正确；
答案选D。
5．（2021·广东广州·广州市培正中学校考三模）中华文化瑰宝记载着历史的兴衰与成败，具有重要的历史
价值与科学研究价值。下列关于文物的说法正确的是
A．新疆和田玉被称为“美玉”，和田玉是在一定条件下发生化学反应而形成的
B．中医药学是我国文化瑰宝，中药的提取分离、浓缩、干燥过程发生了化学变化
C．陶瓷文物配补时需要用到的石膏粉、环氧树脂、滑石粉等均属于无机化合物
D．《千里江山图》采用了石绿中的头绿和四绿，其均为孔雀石，主要成分为碳酸铜
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【答案】A
【解析】A．和田玉是酸性岩浆与镁质大理岩侵蚀形成，过程中有新物质生成，发生了化学反应，故A 正
确；
B．物质的提取分离、浓缩、干燥过程均没有发生化学变化，故B 错误；
C．环氧树脂是一种高分子聚合物，属于有机物，故C 错误；
D．《千里江山图》采用的石绿中的头绿和四绿均为孔雀石，其主要成分为碱式碳酸铜，故D 错误。
故选：A。
6．（2023·陕西西安·陕西师大附中校考模拟预测）用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，
能达到实验目的的是
选
项
a 中试剂
b 中试剂
c 中试剂
实验目的
装置
A
浓硫酸
Cu
品红溶液
验证SO2具有漂白性
B
稀硫酸
大理石
浓硫酸
制备纯净的CO2
C
稀硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶
液
验证元素非金属性强弱：
N>C>Si
D
Na2CO3溶
液
饱和硼酸溶
液
澄清石灰
水
验证酸性强弱：
H2CO3>H3BO3
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【解析】A．浓硫酸和Cu 反应制取SO2需要加热，图中缺少加热装置，A 错误；
B．稀硫酸和大理石反应生成二氧化碳的同时生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水会覆盖在大理石表面，阻止硫
酸和大理石的进一步反应，通常用盐酸和大理石反应制备二氧化碳，B 错误；
C．稀硝酸具有挥发性，挥发出来的硝酸会混在CO2中，硝酸也能与硅酸钠反应生成硅酸，无法证明碳酸
的酸性强于硅酸，即无法证明非金属性C>Si，C 错误；
D．硼酸和碳酸钠反应只能生成碳酸氢钠不能生成二氧化碳，c 中澄清石灰水无变化，说明硼酸的酸性弱于
碳酸，D 正确；
故答案选D。
7．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）中国古代诗词和书籍中蕴含着化学知识。下列说法错
误的是
A．“白玉金边素瓷胎，雕龙描凤巧安排”，陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
B．“忽闻海上有仙山，山在虚无缥缈间”，海市蜃楼是一种自然现象，与胶体知识有关
12
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C．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”来自氧化亚铜
D．镀金时“以汞和金涂银器上，入火则汞去，而金存”，其中“入火则汞去”指汞的挥发
【答案】C
【解析】A．陶瓷材料是黏土等烧制而成的，是人类应用最早的硅酸盐材料，A 正确；
B．海市蜃楼是一种自然现象，是光线在气溶胶中折射产生的，与胶体知识有关，B 正确；
C．“翠色”为青色或者绿色，可能来自亚铁离子，氧化亚铜为砖红色，C 错误；
D．“入火则汞去”指汞受热挥发后剩余金附着在银器上，D 正确；
故选C。
8．（2023·山东聊城·统考三模）实验是探究物质性质的重要方法，下列实验中，操作及现象与得出的结论
相一致的是
选
项
实验目的
操作及现象
结论
A
探究不同催化剂的催化效
率
两支试管中分别盛相同温度、相同浓度、相
同体积的
溶液，分别滴加相同浓度、相
同体积的
溶液与
溶液，滴加
溶液的试管中产生气体更快
对
分解的催化
效率更高
B
验证反应
是
可逆反应
向
溶液中加入
溶液，充分反应。取反
应后试样，滴加
溶液，溶液变为红
色；另取反应后试样，加入
溶
液，产生蓝色沉淀
反应
是
可逆反应
C
检验
固体中是否含
有单质Cu
取样，加入足量稀盐酸，观察现象
若有红色固体剩余，则说
明样品中有单质Cu
D
证明苯酚与溴水发生反应
向苯酚饱和溶液中滴加少量溴水，充分振荡
出现白色沉淀，说明苯酚
与溴发生了反应
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【解析】A．实验中有金属离子、酸根离子不同的两个变量，不能说明Fe3+催化效果好，A 错误
B．反应物中铁离子少量碘离子过量，滴加
溶液，溶液变为红色，说明溶液中存在铁离子；另取反
应后试样，加入
溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中存在亚铁离子，可说明该反应为可逆反应，
B 正确；
C．Cu2O 在酸性条件会歧化生成Cu 和Cu2+，不能确定是否混有单质Cu，C 错误；
13
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D．苯酚和溴生成的三溴苯酚溶于苯酚，所以得不到白色沉淀，D 错误。
故选B。
9．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）实验小组研究不同价态硫元素之间的转化，装置图如下。下
列说法正确的是
A．①中未生成蓝色固体，证明浓硫酸没有被还原
B．②中溶液褪色，证明
具有漂白性
C．③中淡黄色粉未变白，证明
具有氧化性
D．④中产生淡黄色沉淀，证明
被氧化
【答案】D
【解析】A．①中由于浓硫酸会吸收水分，而且反应是复杂的，不一定能看到有蓝色，但浓硫酸反应生成
二氧化硫，说明浓硫酸被还原，故A 错误；
B．②中溶液褪色，是二氧化硫 酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，证明
具有还原性，故B 错误；
C．③中淡黄色粉未变白，是过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠，证明
具有还原性，故C 错误；
D．④中产生淡黄色沉淀，沉淀是二氧化硫和硫离子反应生成硫单质，硫化钠中硫化合价升高，证明
被
氧化，故D 正确。
综上所述，答案为D。
10．（2023·山东淄博·统考三模）根据如图所示装置进行实验，能得到相应结论的是
14
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试剂a、b
现象
结论
A
溶液、
有气泡生成
B
、稀
试管上部有红棕色气体
与稀
反应生成
C
、乙醇
产生无色气体
乙醇中含有水
D
漂白粉、稀硝酸
产生黄绿色气体
稀硝酸表现出强氧化性
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【解析】A．向Na2CO3中滴加CH3COOH，有气泡生成，说明醋酸的酸性比碳酸强，即
，故A 正确；
B．
与稀
反应，稀
一般被还原为NO，故B 错误；
C．钠可以直接和乙醇反应生成氢气，故C 错误；
D．漂白粉在酸性条件下Cl－和ClO－离子反应生成氯气，是HClO 表现强氧化性，故D 错误；
故选A。
11．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）一种利用废铜渣(主要成分CuO，及少量
、
等杂质)制备超细铜粉的流程如下：
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下列说法正确的是
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
C．“沉铜”发生的反应为复分解反应
D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：
、
、
【答案】D
【解析】废铜渣(主要成分CuO，及少量
、
等杂质) “酸浸”时CuO、少量
与H2SO4反应生成
硫酸铜、硫酸铁，SiO2不溶于H2SO4，所以滤渣的成分是SiO2，滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3+，铜离子
转化为
，所得滤液通二氧化硫沉铜，过滤出产生的CuNH4SO3沉淀，加稀硫酸转化，+1 价铜发
生歧化反应，得到铜离子、和Cu。
A． 据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，A 错误；
B． 若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
，B 错误；
C． “沉铜”时含有
和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀，铜元素化合
价降低，则发生氧化还原反应，不为复分解反应，C 错误；
D．转化时，CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应，得到铜离子、和Cu，结合元素守恒可知， “转化”后
所得滤液中含有的主要阳离子：
、
、
，D 正确；
答案选D。
12．（2023·江苏盐城·统考三模）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
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【答案】D
【解析】A．电解NaCl 溶液生成NaOH、氢气、Cl2，Cl2和石灰乳反应得到漂白粉，故A 不符合题意，
B．CuO 不和水反应，故B 不符合题意；
C．Fe2O3和Al 高温下反应生成Fe，Fe 和Cl2反应生成FeCl3，故C 不符合题意；
D．Cu 和浓硝酸反应生成NO2，NO2和Ca(OH)2溶液反应生成Ca(NO3)2和NO，故D 符合题意；
故选D。
13．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）下列有关离子方程式的书写正确的是
A．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3•H2O=AlO +2H2O+4NH
B．FeCl3溶液刻蚀电路铜板：2Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+
C．向水垢中滴加足量醋酸：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
D．稀硫酸滴入Na2S2O3溶液中：2H++S2O
=SO2↑+S↓+H2O
【答案】D
【解析】A．Al(OH)3只溶于强碱不溶于氨水，所以离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH ，A 项
错误；
B．FeCl3将Cu 氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe+Cu2+，B 项错误；
C．醋酸为弱电解质，离子方程式中不能拆写为离子，离子方程为CaCO3+2CH3COOH=Ca2+
+CO2↑+H2O+2CH3COO-，C 项错误；
D．Na2S2O3在酸性条件下发生气化反应产生SO2和S，离子方程式为2H++S2O
=SO2↑+S↓+H2O，D 项正确；
故选D。
14．（2023·北京朝阳·统考二模）小组同学探究
和物质A 的反应，实验如下。
装置
序
号
物质A
实验现象
①
溶液（调
）
铜粉溶解，溶液变为深棕色［经检验含
]
②
溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
溶液（调
）
无明显变化
下列分析不正确的是
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A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生
的原因：
时直接将
还原为
C．若向③中加入
固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
【答案】B
【解析】A．实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，A 正确；
B．经检验含
，说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚
铁离子与硝酸根离子反应产生NO，选项B 不正确；
C．若向③中加入
固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，产生
了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，选项C 正确；
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁
离子还原性等；也与反应速率有关，也氯离子、硝酸根离子，氢离子浓度等对反应速率的影响有关，选项
D 正确；
答案选B。
15．（2022·全国·统考高考真题）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)。
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(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)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
(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
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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
、
、CO2和水，依据
原子守恒可知，反应的化学方程式为：3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
（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。
16．（2021·全国·高考真题）胆矾(
)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的
(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有 (填标号)。
A．烧杯 B．容量瓶 C．蒸发皿 D．移液管
(2)将
加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为 ，与直接用废铜和浓硫酸反
应相比，该方法的优点是 。
(3)待
完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量
，冷却后用
调
为3.5～4，再煮沸
，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ，得到
胆矾。其中，控制溶液
为3.5～4 的目的是 ，煮沸
的作用是 。
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为
，加入胆矾后总质量为
，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，
置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为
。根据实验数据，胆矾分子中结晶水
的个数为 (写表达式)。
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(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少胆矾迸溅出来
【答案】 (1) A、C (2) CuO+H2SO4
CuSO4+H2O 不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸
少（硫酸利用率高） (3) 过滤 干燥 除尽铁，抑制硫酸铜水解 破坏氢氧化铁胶体，易于
过滤 (4)
(5) ①③
【解析】(1)制备胆矾时，根据题干信息可知，需进行溶解、过滤、结晶操作，用到的实验仪器除量筒、酒
精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿，A、C 符合题意，故答案为：A、C；
(2)将
加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为CuO+H2SO4
CuSO4+H2O；直接用
废铜和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水，与这种方法相比，将
加入到适量的稀硫酸中，加热制
备胆矾的实验方案具有的优点是：不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少（硫酸利用率高）；
(3) 硫酸铜溶液制硫酸铜晶体，操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥；
中含氧化
铁杂质，溶于硫酸后会形成铁离子，为使铁元素以氢氧化铁形成沉淀完全，需控制溶液
为3.5～4，酸
性环境同时还可抑制铜离子发生水解；操作过程中可能会生成氢氧化铁胶体，所以煮沸
，目的是破
坏氢氧化铁胶体，使其沉淀，易于过滤，故答案为：过滤；干燥；除尽铁，抑制硫酸铜水解；破坏氢氧化
铁胶体，易于过滤；
(4) 称量干燥坩埚的质量为
，加入胆矾后总质量为
，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中
冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为
。则水的质量是(
－
)g，所以胆矾
（CuSO4•nH2O）中n 值的表达式为
=n:1，解得n＝
；
(5) ①胆矾未充分干燥，导致所测m2偏大，根据n=
可知，最终会导致结晶水数目定值偏高，符
合题意；
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②坩埚未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾，导致所测m3偏大，根
据n=
可知，最终会导致结晶水数目定值偏低，不符合题意；
③加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使m3数值偏小，根据n=
可知，最终会导致结晶水
数目定值偏高，符合题意；综上所述，①③符合题意，故答案为：①③。
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。
答案：(1)金属特性 (2)①低 ②大
2.常见金属材料
金属材料—
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢
(2)几种有色金属材料
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以_______形式存在。
(2)金属冶炼的实质
金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中____________出来的过程。
(3)金属冶炼的方法
①热分解法。
如由HgO、Ag2O 冶炼Hg、Ag：___________________________________________、
________________________________________________________________________。
考点二 金属材料与金属矿物的开发利用
重难点辨析
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②热还原法。
a.CO 还原Fe3O4：________________________________________________________；
b.H2还原WO3：__________________________________________________________；
c.C 还原ZnO：ZnO＋C=====Zn＋CO↑。
③电解法。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al 的化学方程式分别为
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
答案 (1)化合物 (2)还原 (3)①2HgO====2Hg＋O2↑ 2Ag2O====4Ag＋O2↑ ②Fe3O4＋4CO=====3Fe
＋4CO2 WO3＋3H2=====W＋3H2O ③2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
2Al2O3=====4Al＋3O2↑
4.铝热反应。
实验原理
Al 和某些金属氧化物在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成的金属
单质呈熔融态且易与Al2O3分离
实装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度
下发生剧烈的反应
②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,化学方程式为Fe2O3＋2Al=====2Fe
＋Al2O3
原理应用
①可制取熔点较高、活泼性弱于Al 的金属,如铁、铬、锰、钨等
②常用于金属焊接,如野外焊接钢轨等
1.金属活泼性与冶炼方法的关系：
(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物,而不是盐溶液。
(2)铜除了用热还原法冶炼外,还可以用湿法炼铜或电解法进行冶炼。
2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KCl=====K↑＋NaCl
规律·方法·技巧·点拔
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2RbCl＋Mg========MgCl2＋2Rb↑等，
在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb 沸点低，气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应
方向进行。
3.冶炼Mg 时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO，原因是MgO 的熔点高，熔融时会耗费更多能源，增加
生产成本。
4.冶炼Al 时只能电解熔融Al2O3而不能电解熔融AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电；加入
冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
5.合金是混合物,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不变。
6.并非所有的金属都能相互形成合金,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。
考向1 金属与合金的性质和应用
【典例1】（2023·全国·高三专题练习）“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不
正确的是
A．生铁属于合金
B．一般合金的熔点比各成分金属的低
C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
【答案】C
【解析】A．生铁由铁和碳等元素组成，属于合金，故A 正确；
B．形成合金后，结构发生了改变，一般合金的熔点比各成分金属的低，故B 正确；
C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同，故C 错误；
D．改变原料的配比、生成合金的条件，组成合金的成分、结构不同，对合金的性质产生不同的影响，可
以得到具有不同性能的合金，故D 正确；
故答案选C。
【变式练1】（2021 秋·福建福州·高三福建省福州铜盘中学校考阶段练习）下列说法不正确的是
A．Fe 与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe 与I2反应生成FeI3
B．金属Na 着火时，用细沙覆盖灭火
C．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
D．等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数相等
典型例题剖析
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【答案】A
【解析】A．氯气具有较强的氧化性，Fe 与Cl2反应生成FeCl3，碘的氧化性较弱，Fe 与I2反应生成FeI2，
A 错误；
B．钠比较活泼，与水、氧气、二氧化碳等均会发生反应，所以金属钠着火时，可用细沙覆盖灭火，B 正
确；
C．不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金，C 正确；
D．由于Cl2的氧化性很强，与变价金属Fe 反应时生成的是FeCl3，与Al 发生反应生成AlCl3，所以等物质
的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等，D 正确；
故选A。
【变式练2】（2021·河北·模拟预测）关于铁铝及其合金的说法不正确的是
A．生铁的含碳量为2%~4.3%
B．稀土金属可以用于生产合金
C．铝是一种活泼金属，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应
D．向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡
【答案】D
【解析】A．生铁和钢均属于铁碳合金，生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，A 正确；
B．稀土金属添加到合金中，可以改善合金的物理或化学性能，因此稀土金属在冶金工业上应用广泛，可
以用于生产合金，B 正确；
C．Al 和Al2O3均为两性物质，都能与盐酸反应，C 正确；
D．当铝表面的氧化膜被NaOH 溶液溶解后，里面的铝与NaOH 溶液反应能产生氢气，D 错误；
故答案选D。
考向2 金属冶炼方法的选择
【典例2】（2022 秋·黑龙江绥化·高三校考阶段练习）合理、高效地开发、利用金属矿物，将其中的金属
从其化合物中还原出来，用于生成各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属的冶
炼的说法不正确的是
A．电解熔融NaCl 制取金属钠的反应中，钠元素被还原，氯元素被氧化
B．古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理
C．用铝热法原理炼铁的反应中，1mol
被Al 还原成Fe，转移9mol
D．高炉炼铁的主要反应是用CO 还原Fe2O3进行炼铁
【答案】C
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【解析】A．电解熔融NaCl 制取金属钠的反应中，Na+得电子生成Na，Cl-失电子生成Cl2，钠元素得电子
被还原，氯元素失电子被氧化，A 正确；
B．曾青得铁则化为铜原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，属于置换反应，B 正确；
C．在铝热反应炼铁过程中，1molFe3O4被Al 还原生成Fe，Fe 元素化合价从+2、+3 价降低为0 价，转移电
子数为1mol×2+2mol×3=8mol，C 错误；
D．高炉炼铁主要是利用CO 的还原性将Fe2O3还原为Fe，D 正确；
故答案选C。
【变式练3】（2023 秋·河北保定·高三校考期末）人类大规模冶炼和使用铝的时间晚于冶炼使用铜和铁的
时间，其根本原因是
A．铝元素在地壳中的含量较低
B．铝及其合金密度较小
C．铝元素金属性较强
D．铝单质的熔点较低
【答案】C
【解析】A．铝元素在地壳中的含量居第三位，含量较高，A 不符合题意；
B．铝及其合金密度较小，与铝冶炼和使用时间的早晚无关，B 不符合题意；
C．铝元素金属性较强，则让铝离子还原为铝单质需要使用强还原剂，或采用电解法，实验条件要求高，
所以冶炼和使用的时间晚，C 符合题意；
D．铝单质的熔点较低，易于熔化，从此角度看应该易于冶炼，显然不是冶炼时间较晚的原因，D 不符合
题意；
故选C。
【变式练4】（2023·上海·高三专题练习）下列金属冶炼的反应原理，不恰当的是。
A．2NaCl(熔融)
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】A．Na 是活泼金属，利用电解熔融的氯化钠获得金属Na，A 正确，不符合题意；
B．Mg 是活泼金属，利用电解熔融的氯化镁获得金属Mg，B 错误，符合题意；
C．Al 是活泼金属，利用电解熔融的氧化铝获得金属Al，C 正确，不符合题意；
D．Fe 是较活泼金属，利用热还原法来获得Fe，其中可以使用的还原剂有C、CO、
和Al，D 正确，不
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符合题意；
故合理选项为B。
考向3 铝热反应及应用
【典例3】（2023·全国·高三专题练习）铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是
A．X 物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol 电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
【答案】C
【解析】A．KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X 物质为助燃剂KClO3，A 正确；
B．镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，B 正确；
C．反应2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe 中，Fe 元素化合价从+3 变为0 价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol 电子，则
转移0.3 mol 电子还原Fe2O3的物质的量为：
=0.05 mol，其质量为：160 g·mol－1×0.05 mol=8 g，C 错
误；
D．Fe 的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，D 正确；
故选：C。
【变式练5】（2023·湖北·校联考二模）化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al 与CaO)在高
温下反应制得液态金属(或合金)，凝固后，除去焊接点表面的焊渣，实现焊件金属的焊接。下列说法错误
的是
A．Al 与Fe2O3也能发生类似反应
B．焊渣的主要成分是Al(OH)3
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C．焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D．若在反应体系中加入低熔点金属，则可形成低熔点液态合金便于焊接
【答案】B
【解析】A．Fe 的活泼性弱于Al，在高温条件下可发生铝热反应，故A 正确；
B．焊剂(主要成分为Al 与CaO)在高温下反应得到液体金属，结合元素守恒可知，焊渣的主要成分为
Al2O3，故B 错误；
C．利用还原性气体(如H2，CO 等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固，故C 正确；
D．一般合金的熔点低于任一组分金属，加入低熔点金属，可在更低温度下得到液态合金，便于焊接，同
时还可以保护焊件金属，故D 正确；
故答案选B。
【变式练6】（2022 秋·江苏无锡·高三统考期中）下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A．铝的导热性强，可用作铝热剂
B．氧化铝的熔点高，可用于电解铝
C．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多
D．明矾易水解生成胶体，可用作絮凝剂
【答案】D
【解析】A．铝的导热性强，可做铝锅等，做铝热剂是因为其强的还原性，故A 错误；
B．氧化铝熔点高可用于耐高温材料，故B 错误；
C．氢氧化铝具有弱酸性，可用于中和碱，治疗胃酸过多是因为能与酸反应，呈碱性，故C 错误；
D．明矾易水解生成胶体，可用作絮凝剂，用于自来水的净化等，故D 正确；
故选D。
1．（2021·河北·统考高考真题）“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Fe2O3
【答案】C
三年真题·两年模拟
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【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Fe2O3，可用于冶炼铁，故D 正确；
故选C。
2．（2022·福建·统考高考真题）用铬铁合金(含少量
单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸出”产生的气体含有
B．“除杂”的目的是除去
元素
C．流程中未产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是
【答案】D
【解析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含
加入Na2S 分
离出滤渣1 含CoS 和NiS，
不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬。
A．四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A 正确；
B．共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铬，则“除杂"的目的是除去Ni、Co 元素，B 正确；
C．由上述分析可知，流程中未产生六价铬化合物，C 正确；
D．“滤渣2”的主要成分是FeC2O4，D 错误；
故本题选D。
3．（2024·湖南长沙·湖南师大附中校考模拟预测）某工厂采用如下工艺制备
，已知焙烧后Cr 元
素以
价形式存在，下列说法错误的是
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已知：
A．“焙烧”中产生
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．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【答案】B
【解析】A．氧化亚铁、三氧化二铬在焙烧过程中与氧气、碳酸钠反应生成高价态的对应的钠盐和二氧化
碳，因此“焙烧”中产生
，故A 正确；
B．FeO 与氧气反应后，铁元素应以+3 价存在，故B 错误；
C．滤液①中Cr 元素的价态为+6 价，溶液呈碱性，因此铬元素的主要存在形式为
，故C 正确；
D．滤液①主要是
，与淀粉水解液反应，铬元素化合价降低，说明淀粉水解液作了还原剂，因此淀
粉水解液中的葡萄糖起还原作用，故D 正确；
综上所述，答案为B。
4．（2023·北京海淀·北京市十一学校校考三模）发展改变生活。下列说法不正确的是
A．T-碳(
)是一种碳的三维结构晶体，其与
互为同位素
B．“天问一号”中
形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属
C．“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温的特性
D．清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料是硅单质
【答案】A
【解析】A．T-碳与
为同种元素组成的不同单质，所以两者互为同素异形体，A 错误；
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B．Ti 位于第四周期IVB 族，Ni 位于第四周期VIII 族，两者均属于过渡金属元素，B 正确；
C．钛合金密度小、强度高、耐高温，C 正确；
D．硅单质是计算机芯片的主要成分，D 正确；
答案选A。
5．（2023·全国·高三专题练习）JerryWoodall 教授经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新
型合金与水能快速反应制得氢气，由于整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样
不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法
不正确的是
A．铝作为燃料，有资源丰富的优势
B．组成合金的几种金属元素都位于周期表第ⅢA 族
C．合金与水反应的总反应式为：2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑
D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用
【答案】B
【解析】A．铝是地壳中含有最多的金属，所以铝作为燃料，有资源丰富的优势，故A 正确；
B．铝、镓、铟是周期表第ⅢA 族元素，锡是周期表第ⅣA 族元素，故B 错误；
C．整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3，则反应的方程式为2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑，故C 正确；
D．由镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，且只有铝发生反应，则合金中的镓、铟及锡
对铝与水的反应起到催化作用，故D 正确。
故选B。
6．（2023·全国·高三专题练习）根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)
A．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 3∶
C．反应③和④消耗等量的Al 时，生成的n(Cu) n(Fe)=3 2
∶
∶
D．等浓度等体积的稀HCl 和NaOH 溶液与足量Al 反应，①②生成H2的分子数之比为3 1∶
【答案】C
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【解析】A．根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，生成等质量H2时，①
和②反应消耗n (HCl)＝3n (NaOH)，选项A 错误；
B．反应③为2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3，其中氧化剂CuSO4与还原剂Al 的物质的量之比为3︰2，选项B
错误；
C．反应③：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3，反应④：
，消耗等量的Al 时，生成的
n (Cu)︰n (Fe)＝3︰2，选项C 正确；
D．根据方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，可知等量的HCl 与NaOH 反
应生成H2的分子数比为1 3∶，选项D 错误；
故选：C。
7．（2023·全国·高三专题练习）铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可
以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b 中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的CO2
D．④进行的操作是过滤、加热，而且d 一定是氢氧化铝
【答案】D
【解析】根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，
Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，然后进行过滤，除去SiO2，即a 为AlCl3
和FeCl3，加入过量的NaOH，AlCl3→Na［Al(OH)4］，FeCl3→Fe(OH)3，然后进行过滤，除去Fe(OH)3，b
溶液为Na［Al(OH)4］，碳酸的酸性强于氢氧化铝，且氢氧化铝不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，然后
过滤，得到Al(OH)3沉淀，加热氢氧化铝，使之分解成氧化铝和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。
A．①过程有不溶的SiO2，需要过滤除去，②过程生成Fe(OH)3沉淀，需要过滤除去，A 正确；
B．a 含有AlCl3，b 含有Na［Al(OH)4］，Al 元素的化合价都是+3 价，B 正确；
C．③中为使Na［Al(OH)4］完全转化成Al(OH)3沉淀，需要通入过量CO2，C 正确；
D．根据分析知，c 是含有Al(OH)3沉淀的混合物，需要过滤分离出Al(OH)3固体，净化后加热使Al(OH)3
分解成氧化铝和水，因此④的操作是过滤、加热，d 是Al2O3，D 错误；
故选D。
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8．（2023·全国·高三专题练习）为测定含镁3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计了2 种实验方案，
说法不正确的是。
方案一：镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤，测定剩余固体质量；
方案二：称量mg 铝镁合金粉末，放在图中惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
A．方案一中若称取5.4g 合金粉末样品，投入VmL2.0mol·L－1NaOH 溶液中反应，则V≥100
B．方案一中测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，则镁的质量分数偏高
C．方案二中欲计算镁的质量分数，实验中还需测定灼烧后固体的质量
D．方案二中若用空气代替O2进行实验，对测定结果有影响
【答案】A
【解析】A．含镁为5%时，金属铝的含量最低，5.4g 合金中铝的质量为5.4×(1－5%)g，则根据反应：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na［Al(OH)4］+3H2↑可知，2Al~2NaOH，故有∶V×10－3L×2.0mol·L－1=2 2∶，解得
V=95，因此若称取5.4g 合金粉末样品，投入VmL2.0mol·L－1NaOH 溶液中反应，则V≥95，A 错误；
B．方案一中金属铝与氢氧化钠溶液反应，过滤后剩余固体镁，测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体
就干燥、称量，相当于镁的质量偏大，则镁的质量分数偏高，B 正确；
C．Mg、Al 均与氧气反应，生成金属氧化物，故还需测定生成物的质量，根据镁、铝的质量守恒，列方程
可以求出金属镁的质量，进而求出镁的质量分数，C 正确；
D．若用空气代替O2进行实验，还会发生反应：3Mg+N2=Mg3N2，2Mg+CO2 =2MgO+C，对测定结果会有
影响，D 正确；
故选：A。
9．（2023·全国·高三专题练习）科技助力2022 年北京冬奥会。下列说法错误的是
A．制比赛的雪橇所用碳纤维材料，属于有机高分子材料
B．制火炬接力火种灯所用可再生铝合金硬度大于纯铝
C．主体为钢结构的首钢滑雪大跳台，钢属于合金材料
D．首次使用氢能作火炬燃料，践行“绿色、低碳”理念
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【答案】A
【解析】A．碳纤维属于无机非金属材料，A 错误；
B．合金的硬度一般大于成分金属，B 正确；
C．钢为铁碳合金，属于合金材料，C 正确；
D．氢气燃料产物为水，环保无污染，D 正确。
故选A。
10．（2023·全国·高三专题练习）“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确
的是
A．生铁属于合金
B．一般合金的熔点比各成分金属的低
C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
【答案】C
【解析】A．生铁由铁和碳等元素组成，属于合金，故A 正确；
B．形成合金后，结构发生了改变，一般合金的熔点比各成分金属的低，故B 正确；
C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同，故C 错误；
D．改变原料的配比、生成合金的条件，组成合金的成分、结构不同，对合金的性质产生不同的影响，可
以得到具有不同性能的合金，故D 正确；
故答案选C。
11．（2021 春·全国·高三专题练习）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
【答案】D
【解析】A．金的活泼性很弱，在自然界中以游离态存在，根据密度的不同，可以采用水洗法分离得到金
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单质， A 正确；
B．常温下，银易和其它物质反应生成化合物，所以在自然界中以化合态存在，银的金属性弱，可用加热
Ag2O 的方法冶炼，B 正确；
C．铁在自然界中以化合态存在，铝的金属性大于铁，铝和铁的氧化物能发生置换反应，所以可以铝热法
炼铁，C 正确；
D．钠的性质很活泼，极易和氧气反应，所以在自然界中以化合态存在，一般还原剂很难将其还原出来，
所以用电解熔融NaCl 的方法冶炼，D 错误；
故选D。
12．（2023·山东枣庄·统考三模）一种锰矿的主要成分为
，杂质为
、
、MnS、FeS、
CuS、NiS 等。研究人员设计了如下流程制备金属锰，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.5
7.6
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.5
9.8
下列说法正确的是
A．“脱硫”过程中FeS 发生反应：
B．物质X 为
，滤渣Y 为
C．上述流程表明：
，
D．“电解”所得阳极产物均可循环利用
【答案】AD
【解析】锰矿（主要成分为
，杂质为
、
、MnS、FeS、CuS、NiS）在催化剂条件下与
氢氧化钠、空气反应生成硫单质、硅酸钠和金属氢氧化物，过滤，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，生成硫酸
盐，过滤，滤渣1 为硫和硫酸钙，向滤液中加入MnO 调节pH=4 从而沉淀铁离子，过滤，向滤液中加入
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MnS 沉淀铜和镍元素后再过滤得到主要含有MnSO4的溶液，将该溶液电解得到金属锰。
A．“脱硫”过程中FeS 被氧气氧化在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁，
，A 正确；
B．脱硫过程二氧化硅与氢氧化钠溶液发生反应转化为硅酸钠，硅酸钠与硫酸反应会生成硅酸，滤渣中还
含有硫酸钙，B 错误；
C．难溶沉淀会像更难溶沉淀转化，“除杂”过程中加入MnS 的目的是为了使Ni2+与Cu2+转化为NiS 和
CuS，推知
、
，C 错误；
D．惰性电极“电解”MnSO4，会产生氧气和硫酸，这些所得阳极产物均可循环利用，D 正确；
故选AD。
13．（2021·广东广州·广州市培正中学校考三模）铬元素是一种重金属元素，工业上处理含铬废水并将其
资源化的工艺有多种，其中两种工艺如下图所示：
已知：①含铬废水中铬元素主要有
和
两种价态，
价铬在酸性环境中氧化性更强。
②
。
回答下列问题：
(1)“还原”时，先加入
酸化，再加入
固体，其发生反应的离子方程式为 ，若不加
酸化，可能造成的后果是 。
(2)“中和”过程中，有大量气泡生成，写出中和时产生
的离子方程式： 。
(3)“过滤洗涤”时，证明沉淀已洗涤干净的操作为： 。
(4)“冶炼”时，该反应的能量主要转化形式为 。
(5)“氧化”时，发生反应的化学方程式为： 。
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(6)已知
，利用氧化法除铬时，欲使废液中铬元素的含量不高于
，则此
滤液中
的范围为 。
(7)与还原法相比，氧化法的优点为 。
【答案】(1)
+3
+10H+=4Cr3++5H2O+6
+6 价铬不能完全被还原
(2)2Cr3++3
+3H2O=2Cr（OH）3↓+3CO2↑
(3)取最后一次洗涤液，向其中加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成
(4)化学能转化为热能
(5)2Cr(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2CrO4+3NaCl+5H2O
(6)≥4.8×10-5mol⋅L-1
(7)能耗低
【解析】含铬废水先加入H2SO4酸化，再加入Na2S2O5固体，现发生转化2
+2H+⇌
+H2O，随后
发生反应
+3
+10H+=4Cr3++5H2O+6
，加入碳酸钠调节，中和pH，发生反应Cr3++
+3H2O=2Cr(OH)3↓+3CO2↑，过滤获得Cr(OH)3，经煅烧，得到氧化铬，加铝发生置换反应，获得单质铬；
下方流程：含铬废水加入氢氧化钠调节pH，发生反应Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，“氧化”时，发生反应的化学
方程式为2Cr(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2CrO4+3NaCl+5H2O，加硝酸钡，利用沉淀溶解平衡，获得
BaCrO4沉淀。
（1）已知+6 价铬在溶液中存在如下平衡：2
+2H+⇌
+H2O，因此加入稀硫酸的目的是将
转化为
，此时加入Na2S2O5固体，发生反应的离子方程式为
+3
+10H+=4Cr3++5H2O+6
，根据题意可知，+6 价铬在酸性环境中氧化性更强，若不加H2SO4酸化，可能造成的后果是+6 价铬不能完
全被还原，故答案为：
+3
+10H+=4Cr3++5H2O+6
；+6 价铬不能完全被还原；
（2）“中和”时，加入Na2CO3有大量气泡生成，由此可判断该气体为CO2，同时有沉淀生成，因此该反
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应的离子方程式为2Cr3++3
+3H2O=2Cr(OH)3↓+3CO2↑，故答案为：2Cr3++3
+3H2O=2Cr(OH)3↓+3CO2↑；
（3）“过滤洗涤”时，洗涤Cr(OH)3沉淀上的SO4
2-等杂质离子，证明沉淀已洗涤干净的操作为取最后一
次洗涤液，向其中加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，故答案为：取最后一次洗涤
液，向其中加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成；
（4）“冶炼”时，发生反应为铝还原Cr2O3，铝热反应放出大量热，因此能量主要转化形式为化学能转化
为热能，故答案为：化学能转化为热能；
（5）加NaOH 调节pH 后，溶液中Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，“氧化”时，发生反应的化学方程式为
2Cr(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2CrO4+3NaCl+5H2O；
（6）若废液中c(
)=
=5×10-6mol/L，根据c(Ba2+)=
mol/
L=4.8×10-5mol⋅L-1，因此溶液中c(Ba2+)≥4.8×10-5mol⋅L-1，故答案为：≥4.8×10-5mol⋅L-1；
（7）与还原法相比，氧化法的优点为能耗低，故答案为：能耗低。
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