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第18 讲 铜 金属材料 金属冶炼
[复习目标] 1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途。2.理解含铜重要化合物的制备原
理及过程。3.了解金属冶炼的原理和方法。
考点一 铜及其化合物
1．熟记铜及其常见化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
蓝色
2.铜及其重要化合物的性质及应用
(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈
[Cu2(OH)2CO3]： _________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO 除去CO2中的CO。
(3)新制的Cu(OH)2常用来检验________。
(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验______。
(5) 过量的Cu 和浓HNO3 反应，得到NO2 和NO 的混合气体，再加入稀H2SO4 ，
Cu__________。
(6)Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu 过量时，H2SO4也不能完
全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为____________________________________。
1．CuO 是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2( )
2．将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀( )
3．CuSO4·5H2O 失去结晶水属于物理变化( )
4．常温下Cu 和浓H2SO4反应生成CuSO4( )
5．过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成( )
1
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一、铜及其化合物的性质和应用
1．某研究小组通过实验探究Cu 及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(
)
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
二、铜及其化合物的制备
2．碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化
工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。
试剂：0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液、0.5 mol·L－1 NaOH 溶液、0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液各
100 mL。
实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH 和Na2CO3溶液配比
取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。
编号
V[Cu(NO3)2] /mL
V(NaOH) /mL
V(Na2CO3) /mL
沉淀数量
沉淀颜色
1
2
2
2.8
＋ ＋ ＋
蓝色
2
2
2
2.4
＋ ＋ ＋
蓝色
3
2
2
2
＋ ＋
浅绿色
4
2
2
1.6
＋
浅绿色
注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。
实验2：探究反应温度
按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。
反应温度/℃
沉淀数量
沉淀颜色
室温
＋＋＋＋
蓝色
40
＋＋＋＋
蓝色
60
＋
浅绿色
75
＋＋
绿色
80
＋＋＋
绿色(少量黑色)
实验3：制备碱式碳酸铜
按最佳物料比取50 mL 0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH 溶液和相应体
积的0.25 mol·L－1Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、
洗涤、干燥后，得到2.5 g 产品。
请回答下列问题：
2
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(1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有______________________。
(2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH 和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为__________，
最佳反应温度为____________，本实验的加热方式为________________。
(3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： _______________________________。
(4)实验2 中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)简述实验3 中洗涤沉淀的操作：_________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)计算本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。
考点二 金属冶炼及金属材料
1．常见的金属材料
(1)金属材料分类
(2)几种常见的合金
①
②
③
2．金属冶炼的一般方法及应用
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
3
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金属的冶炼过程就是把金属从________态还原为________态的过程，即_______________(写
反应通式，用M 表示金属)。
(3)金属冶炼的方法
方法名称
主要反应原理(举例)
热分解法
2HgO=====____________
2Ag2O=====____________
热还原法
CO 作还原剂
Fe2O3＋3CO=====____________(高炉炼铁)
H2作还原剂
WO3＋3H2=====____________
铝热反应
Fe2O3＋2Al=====____________
电解法
2Al2O3(熔融)=====__________
MgCl2(熔融)=====____________
2NaCl(熔融)=====____________
1．金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3( )
2．电解饱和食盐水制取钠( )
3．热还原法制取汞、银( )
4．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn 等( )
5．工业电解熔融态的Al2O3制Al 时，加冰晶石的主要作用是提高Al 的产量( )
6．将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金
属镁( )
金属冶炼方法的选择
1．根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag 等金属单质的冶炼方法。
________________________________________________________________________
2．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。
四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝
热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是( )
A．(Ⅰ)—①
B．(Ⅱ)—②
4
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C．(Ⅲ)—③
D．(Ⅳ)—④
3．金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是( )
A．金属在自然界里存在的形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属阳离子得电子的能力
D．金属熔点的高低
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)青铜和黄铜是不同结构的单质铜(2022·全国乙卷，7C)( )
(2)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑(2022·江苏，7C) ( )
2．(2022·广东，1)中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发
展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料
制成的是( )
汉字载体
选项
A.兽骨
B.青铜器
C.纸张
D.液晶显示屏
3.(2020·全国卷Ⅲ,7)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
4．(2022·海南，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原
料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。
回答问题：
(1)步骤①的目的是_____________________________________________________________。
(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成__________(填化学式)污染环境。
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(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu 溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为________________。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是________________________________。
(5)实验证明，滤液D 能将I－氧化为I2。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是______________。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2 ＋将I －氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(不要求写具体操作过程)。
6
