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第04 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
目 录
01 考情透视·目标导航...........................................................................................................................
02 知识导图·思维引航...........................................................................................................................
03 考点突破·考法探究...........................................................................................................................
考点一 铜及其化合物.......................................................................................................................
知识点1 铜的性质.............................................................................................................................................................
知识点2 氧化铜和氧化亚铜..........................................................................................................................................
知识点3 氢氧化铜和氧化亚铜......................................................................................................................................
知识点4 铜盐......................................................................................................................................................................
知识点5 铜及其化合物的性质应用............................................................................................................................
考向1 考查铜及其化合物的性质与应用...................................................................................................................
思维建模 铜及其化合物的颜色、状态及溶解性
考向2 考查铜及其化合物的制备.................................................................................................................................
考点二 金属材料及金属矿物的开发利用.......................................................................................
知识点1 金属材料.............................................................................................................................................................
知识点2 金属冶炼.............................................................................................................................................................
考向1 合金性质与金属材料的应用............................................................................................................................
考向2 金属矿物的开发工艺流程.................................................................................................................................
04 真题练习·命题洞见...........................................................................................................................
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
铜及其化合物的
性质与转化
选择题
非选择题
安徽卷T15（1）（2），4 分
金属矿物的开
发工艺流程
选择题
非选择题
安徽卷T15，14 分
考情分析：
安徽卷
内容的考
主要体
在非
的工
流程
合
中，常以一个
或一个填空的形式考
讲
查
题
题
对该
现
选择
业
综
选项
及其化合物的性
和用途、其他金属及其化合物的性
，体
高考命
的基
性和
用性。另外，高
查铜
质
质
题
应
现
础
考也常与基本概念和基本理
合考
，如与氧化
原反
、
化学、无机化工流程、
、
算等
合
论结
查
还
应电
实验计
综
考
金属
物的开
利用，体
了高考命题
的创新性。
查
矿
发
题
复习目标：
1.掌握
及其化合物的性
及用途。
铜
质
2.了解合金的定
及特点，了解金属材料的分
。
义
类
3.掌握金属冶
的常用方法。
炼
2
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考点一 铜及其化合物
知识点1 铜的性质
1.存在及位置：
（1）存在：在自然界中铜大多数主要以硫化铜存在，主要是辉铜矿（Cu2S）、黄铜矿（CuFeS2）和斑铜
矿（Cu5FeS4）。铜还以游离态的形式存在自然铜是一种含铜矿石，成分是铜单质。
（2）位置：铜位于元素周期表中第4 周期Ⅰ
B 族，是人类最早使用的金属之一；铜元素是一种的变价金
属元素（+1、+2）。
2.原子结构
（1）铜（Cuprum）是一种金属元素，也是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29，原子
结构示意图为：
（2）核外电子排布式：1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
9 4s
1 或[Ar]3d
9 4s
1 ，价电子排布式：3d
9 4s
1 。
3.物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
4.化学性质
①生成铜绿的化学方程式：2Cu
＋
O 2＋
CO
2＋
H 2O ==
=Cu
2(OH)2CO3(绿色固体)。
Cu
②
和S 反应的化学方程式：2Cu
＋
S =====
Cu
2S。
3
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③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu
＋
2H
2SO4( 浓
) =====
CuSO
4＋
SO
2↑ ＋
2H
2O。
④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu
＋
8H
＋ ＋
2NO
==
=3Cu
2 ＋ ＋
2NO↑
＋
4H
2O。
⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu
＋
4H
＋ ＋
2NO
==
=Cu
2 ＋ ＋
2NO
2↑ ＋
2H
2O。
⑥与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu
＋
2Fe
3 ＋ ==
=2Fe
2 ＋ ＋
Cu
2 ＋ 。
5．铜的冶炼
（1）湿法炼铜：Fe
＋
CuSO
4==
=FeSO
4＋
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↑
（3）电解精炼铜：
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，铜在阳极上失电子变为Cu
2 ＋ ，用纯铜棒作阴
极，Cu
2 ＋ 在阴极上得电子生成铜。
知识点2 氧化铜和氧化亚铜
1.氧化铜
（1）物理性质：黑色难溶于水的固体。
（2）化学性质：与酸反应，可以用H2、CO、Al 还原出Cu。
①与酸反应(H＋)：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
②与H2反应：H2＋CuO Cu
＋
H 2O；
③与CO 反应：CO＋CuO Cu
＋
CO
2
2.氧化亚铜
（1）物理性质：红色难溶于水的固体。
（2）化学性质：
①与酸反应(H＋)为Cu2O ＋
2H
＋ ==
=Cu
＋
Cu
2 ＋ ＋
H 2O 。
②Cu2O 遇到HNO3发生氧化反应生成Cu2＋。
③与H2反应： Cu2O ＋
H 2=====
2Cu
＋
H 2O。
CuO
④
加强热的反应：4CuO
=====
2Cu
2O ＋
O 2↑。
知识点3 氢氧化铜和氧化亚铜
1.物理性质：蓝色不溶于水的固体。
2.化学性质及应用：
（1）
反应①的化学方程式：Cu(OH)2 CuO
＋
H 2O；
4
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反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
反应③的化学方程式：RCHO + 2Cu(OH)2+NaOH
RCOONa + Cu2O↓ + 3H2O
（2）应用
利用新制Cu(OH)2 悬浊液检验有机化合物中含有的— CHO，乙醛与Cu(OH)2 反应的化学方程式：
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
知识点4 铜盐
1.Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化
学方程式为Cu2(OH)2CO3 2CuO
＋
H 2O ＋
CO
2↑。
2.CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O CuSO4＋
5H
2O，蓝
色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
3.铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人
们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。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，用来杀灭植物的病毒。
知识点5 铜及其化合物的性质应用
1.区别红色物质Cu 和Cu2O 的方法：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。
2.通常利用热的铜网（反应2Cu
＋
O 2 2CuO）除去混合气体中的少量O2。
3.Cu 与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu 可在稀H2SO4中逐渐溶解：
2Cu
＋
O 2＋
2H
2SO4==
=2CuSO
4＋
2H
2O。
4.无水硫酸铜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。
5.CuO 用于有机化合物中的元素分析——李比希法
将准确称量的样品置于一燃烧管中，经红热的氧化铜氧化
其
后，再将
彻底燃烧成二氧化碳和水，用纯的氧
气流把它们分别赶入烧碱石棉剂（附在石棉上粉碎的氢氧化钠）及高氯酸镁的吸收管内，前者将排出的二
氧化碳变为碳酸钠，后者吸收水变为含有结晶水的
的
的
高氯酸镁，这两个吸收管增加
重量分别表示生成
二
氧化碳和水的
的
重量，由此即可计算样品中
碳和氢的含量。
6.利用新制Cu(OH)2悬浊液检验有机化合物中含有的—
CHO
，如乙醛与Cu(OH)2反应的化学方程式：
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
7.Cu 用作醇催化氧化的催化剂。
考向1 考查铜及其化合物的性质与应用
5
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例1 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．Cu――――→CuCl2
B．CuO
CH3
CHO
Δ Cu
C．CuO――→Cu(OH)2
葡萄糖
———
Δ Cu2O
D．Cu(s)――――→NO2(g)――――――→Ca(NO2)2(aq)
【答案】D
【解析】A 项，Cu 与FeCl2溶液不反应，错误；B 项，乙醛不能将CuO 还原为Cu，错误；C 项，CuO 不能
与水反应生成Cu(OH)2，错误。
思维建模 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
【变式训练1·变考法】在CuSO4溶液中滴加H2O2溶液，以下实验现象可以反复出现。下列说法错误的是
滴加H
2 O 2\s\up 4()
滴加H
2 O 2\s\up 4()
A．CuSO4是催化剂
B．发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H+＝2Cu2+＋3H2O
C．CuSO4将H2O2还原为O2
D．H2O2既发生氧化反应又发生还原反应
【答案】C
【解析】A 项，CuSO4先被过氧化氢还原为Cu2O，Cu2O 又被过氧化氢氧化为CuSO4，所以CuSO4是催化
剂，正确；B 项，第二步Cu2O 被过氧化氢氧化为CuSO4，发生反应：Cu2O＋H2O2＋4H+＝2Cu2＋＋3H2O，
正确；C 项，第一步CuSO4将H2O2氧化为O2，总反应为2H2O2======2H2O＋O2↑，错误；D 项，总反应为
2H2O2======2H2O＋O2↑，H2O2中氧元素化合价既升高又降低，H2O2既发生氧化反应又发生还原反应，正
确。
【变式训练2·变考法】
是一种难溶于水和乙醇的白色固体，见光受热易分解，在酸性溶液中会发生
6
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歧化反应：
。某小组探究
与
悬浊液能否制备
，实验装置如图。下列说
法不正确的是
A．a 中的液体可以选用稀硝酸
B．若装置乙中有白色沉淀生成，可说明还原性：
C．若装置乙中出现了紫红色固体，则说明
通入量过多
D．装置丙中
的主要作用是防倒吸
【答案】A
【分析】甲装置中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，随后将氨水通入氯化铜溶液中生成氢氧化铜悬浊
液，生成的氢氧化铜悬浊液中通入SO2观察两者是否反应，最后用氢氧化钠吸收尾气，同时进行了防倒吸
处理。
【解析】A．稀硝酸具有氧化性，会氧化亚硫酸钠，无法制备
，A 错误；
B．若装置乙中有白色沉淀生成，即有
生成，则表明
将
还原为
，二氧化硫为还原
剂，CuCl 为还原产物，还原性：
，B 正确；
C．如果装置乙中有紫红色固体出现，说明有
生成，则
发生了歧化反应，即溶液呈酸性，因此说明
通入量过多，C 正确；
D．用
溶液吸收
需要防倒吸，
的作用即防倒吸，D 正确；
故答案选A。
考向2 考查铜及其化合物的制备
例2 以含有少量杂质Fe 的粗铜为原料，制备蓝矾(
)的工艺流程如下图所示：
下列说法正确的是
A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3 2∶
B．气体A 为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用
7
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C．物质X 可以使用氨水，且X 过量对产物无影响
D．“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤
【答案】A
【分析】粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO 和铜离子的溶液，往溶液中加物质X 沉淀Fe3+，过滤，所得
滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。
【解析】A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，据
可知，要使
H+与
的物质的量比为4：1(8：2)，则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3 2∶，故A 正确；B．气
体A 为NO，不属于酸性氧化物，故B 错误；C．若物质X 为氨水，则过量氨水会沉淀Cu2+，即生成
Cu(OH)2沉淀，使蓝矾产量降低，故C 错误；D．“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D 错误；故
答案为：A。
【变式训练1·变载体】（2025·山东省实验中学·一模）二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体
，
微溶于冷水，可溶于热水，微溶于酒精，干燥时较为稳定，加热时易分解。用氧化铜和草酸为原料制备二
草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体的流程如下，下列说法正确的是
A．将
晶体加入去离子水中，为加快溶解速率，可将溶液煮沸
B．
与氧化铜反应的离子方程式为：
C．
时，加热至反应充分后的操作是趁热过滤
D．由滤液得到产品的操作是高温蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤后干燥
【答案】C
【解析】A．
不稳定，在加热条件下易分解，故只能微热，不能煮沸，A 错误；
B．该反应中
为络离子，不能拆开，B 错误；
C．
时，加热至反应充分后的操作是趁热过滤的目的是除去难溶性的杂质，减少因降温后二草酸合铜
(Ⅱ)酸钾晶体的析出，C 正确；
D．二草酸合铜(Ⅱ)酸钾受热时易分解，不能高温蒸发浓缩，D 错误；
答案为C。
【变式训练2·变题型】黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是重要的含铜矿物，常用于冶炼金属铜。
（1）黄铜矿在潮湿的空气中一段时间会发生如图所示的变化。
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①写出黄铜矿在潮湿的空气中发生反应的化学方程式：________________________________。
②黄铜矿在潮湿空气中变质时，晶胞中的Fe3＋会优先到达变质后固体的表面。从结构上分析原因除了Fe3＋
比Cu＋更容易与O2亲和外，还有_________________________________________________________。
（2）工业上可以在酸性介质中用H2O2 氧化浸出黄铜矿。40 ℃、pH＜1、H2O2 过量的条件下用H2O2、
H2SO4混合液浸出黄铜矿。
CuFeS
①
2 反应后转化为Cu2＋、Fe3＋、SO。将1 mol CuFeS2 完全转化，理论上所需H2O2 的物质的量为
_______。
②浸出过程中发现，H2O2 的反应实际用量远大于理论用量，原因是
___________________________________。
③若浸出过程中，溶液中含有少量Na2SO4，则会析出黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀。写出Fe3＋转化为黄
钠
铁
矾
沉
淀
的
离
子
方
程
式
：
____________________________________________________________________。
【答案】】（1）①4CuFeS2＋3O2＋6H2O＝4Fe(OH)3＋4CuS2 ②铁离子半径小于亚铜离子且铁离子所带
正电荷更多
（2）①8.5 mol
H
②
2O2不稳定容易分解 ③Na＋＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O＝NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋
【解析】（1）①由图可知，黄铜矿在潮湿的空气中和氧气、水发生反应生成氢氧化铁和CuS2，化学方程
式：4CuFeS2＋3O2＋6H2O＝4Fe(OH)3＋4CuS2；②黄铜矿在潮湿空气中变质时，晶胞中的Fe3＋会优先到达
变质后固体的表面。从结构上分析原因除了Fe3＋比Cu＋更容易与O2亲和外，还有铁离子半径小于亚铜离子
且铁离子所带正电荷更多，故容易迁移到外层和生成的氢氧根离子结合氢氧化铁；（2）①CuFeS2 和
H2O2、H2SO4混合液反应后转化为Cu2＋、Fe3＋、SO，反应中铜元素化合价由＋1 升为＋2、硫元素由－2 升
为＋6，、过氧化氢中氧元素化合价由－1 降为－2，根据得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒可知，
2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO＋18H2O，故将1 mol CuFeS2完全转化，理论上所需H2O2的
物质的量为8.5 mol。②浸出过程中发现，H2O2的反应实际用量远大于理论用量，原因是过氧化氢不稳定容
易分解，导致其用量增加；③浸出过程中，溶液中含有少量Na2SO4，Na2SO4、铁离子、水会生成并析出黄
钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀，Fe3＋转化为黄钠铁矾沉淀的离子方程式：Na＋＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O＝
NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋。
考点二 金属材料及金属矿物的开发利用
知识点1 金属材料
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）成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元
素(如钢中含碳) 。
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（3）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。
得分速记
①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合
金一定是混合物，没有固定的熔、沸点。
②常温下，多数合金是固，但钾、钠合金呈液态。
③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同
于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
（4）新型合金及重要应用
①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性
质。
②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。
2．常见金属材料及应用
（1）金属材料的工业分类
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钢
（3）有色金属材料——铜和铝
①铝及铝合金
②铜及铜合金
得分速记
合金的组成与性质
（1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元
素。合金一定是混合物。
（2）常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
（3）合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面
不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
知识点2 金属冶炼
1.金属在自然界中的存在
（1）化合态—在金属化合物中，金属元素都显正价
（2）游离态—金、铂等极少数金属
2.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
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属)。
3.金属冶炼的一般步骤
4.金属冶炼的方法——金属活动顺序与金属冶炼的关系
①电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属)。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al 的化学方程式分别为
a．2NaCl(熔融)=====2Na
＋
Cl
2↑
b．MgCl2(熔融)=====Mg
＋
Cl
2↑
【注意】不能电解MgO，熔点高，成本高。
c．2Al2O3=====4Al
＋
3O
2↑。
【注意】不能电解AlCl3，AlCl3是共价化合物，液态时几乎不导电。
②热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al 等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。
a．CO 还原Fe3O4：Fe3O4＋4CO=====3Fe
＋
4CO
2；
b．C 还原ZnO：ZnO＋C=====Zn
＋
CO↑
；或2ZnO＋C=====Zn
＋
CO
2↑
c．H2还原WO3：WO3＋3H2=====W
＋
3H
2O。
【注意】在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但反应中真正作还原剂的是CO。
③热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg 和Ag。由HgO 冶炼Hg 的化学方程式：2HgO
=====
2Hg
＋
O2↑；由Ag2O 冶炼Ag 的化学方程式：2Ag2O =====
4Ag
＋
O 2↑。
5.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
实验
装置
实验
现象
①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温
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
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实验
结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al
＋
Fe2O3=====
2Fe
＋
Al
2O3
原理
应用
①制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊
接钢轨等
得分速记
铝热反应的三个注意事项
①铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反
应。
②铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg 条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反
应。
③铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
6.特殊金属的冶炼方法：
有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KCl=====K↑＋NaCl
2RbCl＋Mg=====MgCl2＋2Rb↑等
主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb 沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进
行。
考向1 合金性质与金属材料的应用
例1 材料的发展体现了“中国技术”和“中国力量”。下列说法正确的是
A．生产集成电路底板的酚醛树脂属于聚酯类化合物
B．钢的熔点比铁高，硬度比铁大，而铁的用途更广泛
C．量子通信材料螺旋碳纳米管TEM 属于胶体分散系，该材料具有较强的吸附能力
D．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生
素”
【答案】D
【解析】A．酚醛树脂是由酚类和甲醛缩聚成的，不含酯基，不属于聚酯，A 错误；
B．合金熔点一般低于成分金属而硬度大于成分金属，钢的熔点比铁低，B 错误；
C．碳纳米管属于碳单质，不是胶体分散系，C 错误；
D．稀土金属能大大改善合金的性能，使得合金性能更为优良，因而稀土元素又被称为“冶金工业的维生
素”，D 正确；
故选：D。
相对线性结构具有更大的强度，D 正确；
故选B。
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【变式训练1·变载体】材料科技与人类文明密切相关。下列叙述正确的是
A．用于航天服的“连续纤维增韧”航空材料，其使用的陶瓷和碳纤维等属于合成有机高分子材料
B．用于激光领域的氟化钾镁属于新型合金
C．我国用于制造世界最大口径反射镜的碳化硅，属于新型无机非金属材料
D．用于光热电站的保温材料陶瓷纤维属于传统硅酸盐材料
【答案】C
【解析】A．陶瓷和碳纤维复合材料属于新型的无机非金属材料，A 错误；
B．氟化钾镁属于化合物，不属于合金，故B 错误；
C．碳化硅是一种新型无机非金属材料，C 正确；
D．用于光热电站的保温材料陶瓷纤维属于新型无机非金属材料，D 错误；
故选C。
【变式训练2】化学与科技创新密切相关。下列说法错误的是
A．“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体实现助推
B．“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
C．“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统工作时可将化学能转化为电能
D．“
”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
【答案】C
【解析】A．“快舟一号甲”运载火箭利用燃料与氧化剂反应放热并产生大量气体，通过反冲获得推动力
实现升空，A 正确；
B．镁铝合金是一种主要由镁和铝组成的金属合金，具有密度低、抗腐蚀性强的特点，B 正确；
C．光伏发电系统工作时是将光能转化为电能，C 错误；
D．锂电池具有质量轻、体积小、储存能量大、比能量高的特点，D 正确；
故选：C。
考向2 金属矿物的开发工艺流程
例2（2025·山东淄博·一模）用黄铜矿(主要成分
，含少量
)冶炼铜的一种工艺流程如图所示：
已知：“一次浸取”后的滤渣主要为
、S、
；
。下列说法错误
的是
A．“一次浸取”反应方程式为
B．滤液1 在空气中加热蒸干灼烧后，可得
C．“二次浸取”后滤渣中的混合物可用热的
溶液分离
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D．“调节
”中每生成
，转移
电子
【答案】C
【分析】黄铜矿(主要成分
，含少量
)，加氯化铁进行浸取，“一次浸取”后的滤渣主要为
、S、
；可知
被氯化铁氧化生成
和S；过滤后滤渣加NaCl 溶液二次浸取，
转
化为
；过滤所得滤液加盐酸调节pH，
转化为Cu，据此分析解答。
【解析】A．结合已知
被氯化铁氧化生成
和S，氯化铁被还原为氯化亚铁，根据得失电子守恒
以及元素守恒得反应方程式：
，故A 正确；
B．滤液1 主要成分为氯化亚铁，在空气中加热会被氧化为氯化铁，蒸干过程中氯化铁水解生成氢氧化
铁，灼烧得到氧化铁，故B 正确；
C．二次浸取后滤渣为S 和SiO2，两者均能与NaOH 反应，因此不能用热的
溶液分离，故C 错误；
D．“调节
”时发生反应：
，每生成
，转移
电子，故D 正
确；
故选：C。
【变式训练1·变考法】用海水晒盐后的苦卤水生产金属Mg 的过程可表示如下：
苦卤水―――→Mg(OH)2――→MgCl2(aq)―→MgCl2(s)――→Mg
下列说法正确的是
A．反应Mg2＋(aq)＋Ca(OH)2(s)
Ca2＋(aq)＋Mg(OH)2(s)的K＝
B．常温下，Mg(OH)2溶于盐酸所得到的MgCl2溶液中：c(H＋)·c(OH－)＞10－14
C．将MgCl2·6H2O 晶体在HCl 气流中蒸干可得到无水MgCl2
D．电解熔融MgCl2在阳极获得金属Mg
【答案】C
【解析】A 项，Mg2＋(aq)＋Ca(OH)2(s)
Ca2＋(aq)＋Mg(OH)2(s)的K＝＝＝，错误；B 项，常温下，Kw＝
c(H＋)·c(OH－)＝10－14，错误；C 项，MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，在HCl 气流中蒸干MgCl2溶液能抑
制MgCl2水解，最终得到无水MgCl2，正确；D 项，电解熔融MgCl2时，Mg2＋在阴极得电子生成Mg，错
误。
【变式训练2·变题型】（2025·安徽省皖江名校联考）工业上以硼镁矿(主要成分是
，还含有
、
、
、
、
等杂质)为原料生产硼酸和七水硫酸镁。工艺流程如图：
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（1）为提高碱浸效率，可采取的措施有 (任答两点即可)。
（2）
中B 元素化合价为 ，其与NaOH 溶液反应生成MgO 和
，则
溶液
中离子浓度由大到小的顺序为 。
（3）硼砂的主要成为
，易溶于水，且易水解
(硼酸)
(硼酸在常温
下溶解度较小)，写出
与硫酸反应的化学方程式 。
（4）操作II 前“加热”的目的是 。
（5）①固体III 的主要成分除
之外还含有一种不溶于稀盐酸的黑色固体，该固体是 ，
生成该物质的离子方程式为 。
②若仅考虑使
完全沉淀，则加入MgO 调pH 应不小于 (已知：i．
下，
；ii．
；iii．某离子浓度
时，即视为已完全沉淀)。
【答案】（1）粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌，适当增大NaOH 溶液的浓度
（2）
（3）
（4）破坏胶体的形成，便于过滤
（5）
2.8
【分析】
流程分析如下：
；
【解析】（1）提高浸出效率的措施有：粉碎硼镁矿，适当升温，不断搅拌；
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（2）根据化合物中元素化合价和为0 即可求出B 元素化合价为+3，
在溶液中存在的过程为
，
，溶液显碱性，可得出：
；
（3）已知“
，易溶于水，且易水解
(硼酸)
，(硼酸在常温下溶解
度较小)”，得出
与硫酸反应的化学方程式为：
；
（4）操作II 是过滤分离
与
、
溶液，故加热目的是破坏硅酸胶体的形成，便于过
滤；
（5）①由流程分析可知黑色物质为
，即写出方程式为
；
②调pH 的目的是沉淀
，欲使其完全沉淀，应使
，则
，则
，故
。
1．（2024·河北卷）燕赵大地历史悠久，文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是
A．青铜铺首主要成分是铜锡合金
B．透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C．石质浮雕主要成分是碳酸钙
D．青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
【答案】D
【解析】A．青铜铺首是青铜器，青铜的主要成分是铜锡合金，A 正确；
B．透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸盐，B 正确；
C．石质浮雕是汉白玉，汉白玉的主要成分是碳酸钙，C 正确；
D．青花釉里红瓷盖罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸盐，D 错误；
故选D。
2．（2022·江苏卷）我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；
Pb、
是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质
性质与用途具有对应关系的是
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
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D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
【答案】C
【解析】A．石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，故A 错误
B．单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，故B 错误；
C．青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，故C 正确；
D．含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，故
D 错误；
故选C。
3．（2023·湖南卷）处理某铜冶金污水(含
)的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示：
物质
开始沉淀
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
4.6
②
。
下列说法错误的是
A．“沉渣Ⅰ”中含有
和
B．
溶液呈碱性，其主要原因是
C．“沉淀池Ⅱ”中，当
和
完全沉淀时，溶液中
D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
【答案】D
【分析】污水中含有铜离子、三价铁离子、锌离子、铝离子，首先加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子，
过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可达到除去其中的杂质，以此解题。
【解析】A．根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9 时开始沉淀，氢氧化铝当pH=3.5 时开始沉淀，当pH=4 时，
则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即“沉渣I”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A 正确；
B．硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的方程式为：S2-
+H2O⇌HS-+OH-，B 正确；
C．当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则
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，C 正确；
D．污水经过处理后其中含有较多的钙离子，故“出水”应该经过阳离子交换树脂软化处理，达到工业冷
却循环用水的标准后，才能使用，D 错误；
故选D。
4．（2022·福建卷）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
【分析】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，以此
来解答。
【解析】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。
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。
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
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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
【答案】D
【解析】CuS 精矿(含有杂质Zn、Fe 元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS 反应产生为CuSO4、
S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子
形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压
H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu 单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存
在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn 单质。
A．经过上述分析可知固体X 主要成分是S、Fe(OH)3，金属M 为Zn，A 正确；
B．CuS 难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消
耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B 正确；
C．根据流程图可知：用NH3调节溶液pH 时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶
液中，结合离子沉淀的pH 范围，可知中和时应该调节溶液pH 范围为3.2～4.2，C 正确；
D．在用H2还原Cu2+变为Cu 单质时，H2失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成H2O，若还原时增
大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去电子还原Cu 单质，因此不利于Cu 的生成，D 错误；
故合理选项是D。
6．（2023·山东卷）一种制备
的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液
在3~4 之间，反应Ⅲ需及时
补加
以保持反应在
条件下进行。常温下，
的电离平衡常数
。下列说法正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．低温真空蒸发主要目的是防止
被氧化
C．溶液Y 可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D．若
产量不变，参与反应Ⅲ的
与
物质的量之比
增大时，需补加
的量减少
【答案】CD
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【分析】铜和浓硫酸反应(反应Ⅰ)生成二氧化硫气体(气体Ⅰ)和硫酸铜，生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应
(反应Ⅱ)，所得溶液
在3~4 之间，溶液显酸性，根据
的电离平衡常数
，可知
溶液显酸性(电离大于水解)，则反应Ⅱ所得溶液成分是
，调节溶液pH 值至11，使
转化为Na2SO3，低温真空蒸发(防止Na2SO3被氧化)，故固液
分离得到Na2SO3晶体和Na2SO3溶液，Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是
+2Cu2＋+2H2O=
+
Cu2O+4H+,反应过程中酸性越来越强，使Na2SO3转化成SO2气体，总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3=
Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，需及时补加
以保持反应在
条件下进行，据此分析解答。
【解析】A．反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应Ⅱ是SO2和碳酸钠溶液反
应，生成
、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O，是氧
化还原反应，故A 错误；
B．低温真空蒸发主要目的是防止
被氧化，而不是
，故B 错误；
C．经分析溶液Y 的成分是Na2SO3溶液，可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2气体(气体Ⅰ)，故C 正
确；
D．制取
总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X 是指Na2SO3，若
产量不变，增大
比，多的Na2SO3会消耗氢离子，用于控制pH 值，可减少
的量，故D 正
确；
答案CD。
7．（2025·河北卷）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重
铬酸钾同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。过程如下：
已知：铬铁矿主要成分是
。
回答下列问题：
（1）基态铬原子的价层电子排布式： 。
（2）煅烧工序中
反应生成
的化学方程式： 。
（3）浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：
、 、 (填化学式)。
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（4）酸化工序中需加压的原因： 。
（5）滤液Ⅱ的主要成分： (填化学式)。
（6）补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
（7）滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
【答案】（1）
（2）
（3）
MgO
（4）增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行
（5）
（6）
（7）煅烧
【分析】铬铁矿主要成分是
，与过量KOH 在空气中煅烧，生成
、Fe2O3、MgO，
；通入
/CO2浸取，生成
，
、MgO 不反应，故滤渣Ⅰ为：
，
、MgO，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出
固体，滤液Ⅰ中含有
；将
中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将
转化为
，同时副产物
生成，将
与
分离，滤液Ⅱ的主要溶质为
；
做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的
还原为
，自身转化为
进入滤渣Ⅱ，KOH 进一步处
理得
，循环使用，据此分析；
【解析】（1）Cr 为24 号元素，基态铬原子的价层电子排布式：
；
（2）煅烧工序中
与过量KOH、空气中氧气反应生成
、Fe2O3、
，根据得失电子守
恒，原子守恒，化学方程式：
；
（3）根据分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分：
、
MgO；
（4）向
中加水溶解，并通入过量CO2酸化，将
转化为
，加大压强，可以增大CO2
的溶解度，使液体中CO2浓度增大，保证酸化反应充分进行；
（5）根据分析可知，滤液Ⅱ的主要溶质为
；
（6）
做还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的
还原为
，自身转化为
，铁元素由0
价升高到+3 价，Cr 由+6 价降低到+3 价，根据得失电子守恒，原子守恒，化学方程式：
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；
（7）滤渣Ⅱ含有
和
可返回煅烧工序。
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