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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 考查金属的通性
题型02 考查镁及其化合物的性质
题型03 考查铜及其化合物的性质及应用
题型04 考查常规合金材料
题型05 考查新型合金材料
题型06 考查金属矿物的冶炼方法
题型07 考查金属矿物的冶炼流程
题型08 考查金属矿物的开发利用
题型09 考查电解冶炼金属
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查金属的通性
1．
【结合传统文化考查金属的通性】中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的
化学研究成果，对其说明不合理的是
A．《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内……众人柳棍疾搅，即时炒成
熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差
B．《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了置换反应
C．《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，利用到蒸馏
D．《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是指铁的合金
2．下列描述正确的是
A．焰色反应只是金属单质特有的性质
B．能看见漂亮的焰火是因为电子吸收能量跃迁到能量较高的能级而发出的光
C．金属具有金属光泽是因为金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分反射出来
D．金属具有导热性，是通过金属阳离子之间的碰撞来传导热量
02 考查镁及其化合物的性质
3．化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是
A．在室外大雪的时候
可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热
B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加
C．
为半导体，可做新型太阳能电池主要材料
D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料
4．将5.1g 镁铝合金投入到500mL 2mol/L 的盐酸中，金属完全溶解，再加入4 mol·L-1 的NaOH 溶液，若要
得到的沉淀最多，则应该加入这种NaOH 溶液的体积是
A．200 mL
B．250 mL
C．425 mL
D．60 mL
03 考查铜及其化合物的性质及应用
5．向Cu、Cu2O 和CuO 组成的混合物中，加入
的稀HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收
集到2.24LNO 气体(标准状况)。[已知：
。]下列说法错误的是
A．发生氧化还原反应的HNO3物质的量为0.1mol
B．得到的溶液中n(Cu2+)=0.25mol
C．CuO 与稀硫酸反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O
D．若混合物中含0.1molCu，则该混合物与足量稀硫酸充分反应，最后剩余固体12.8g
6．（24-25 高三上·福建泉州·阶段练习）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．44.8 L 丙烯和44.8 L 丙烷中含有的碳原子数均为6NA
B．将1 mol KAl(SO4)2·12H2O 完全溶于水，所得溶液中阴离子总数等于2NA
C．12.8 g 铜完全溶于未知浓度的硝酸中，转移的电子数为0.4NA
D．1 mol 苯乙烯(
)与足量H2在催化剂和加热条件下反应，形成C-H 键的数目最多为
2NA
04 考查常规合金材料
7．（24-25 高二下·福建泉州·期中）化学无处不在。下列说法错误的是
A．硬铝是一种铝合金，是制造飞机和飞船的理想材料
B．汽车智能驾驶离不开强大汽车芯片，单晶硅是该芯片的核心成分
C．《哪吒》电影中的结界兽原型是三星堆青铜器，青铜属于合金材料
D．青砖中的青色来自氧化铁
8．（24-25 高三上·福建泉州·阶段练习）我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分，如《天工开
物》中“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”下列叙述正确的是
A．生铁的含碳量比熟铁低
B．生铁变为熟铁是物理变化
C．钢的含碳量越高，硬度越小
D．合金钢与碳素钢的组织结构不同
05 考查新型合金材料
9．（24-25 高三下·福建漳州·阶段练习）钛合金等新型合金广泛应用于航空航天领域。工业上以钛铁矿
(FeTiO3，其中 Ti 为4 价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如下图所示，下列说法正确的是
A．“氯化”过程中，FeTiO3是氧化剂
B．“氯化”过程中，每生成 0.3 mol CO 气体，转移电子 0.7 mol
C．由 TiCl4制备 Ti 的过程中，Ar 气可换成 N2
D．由 TiCl4制备 Ti 反应的原子利用率为 100%
10．近年来，人们设计并合成了许多新型合金。下列说法错误的是
A．新型镁铝合金是在空气中将一定比例的Mg、Al 单质熔炼而成的
B．喷气式飞机的发动机叶片是由镍钴合金制造的，能承受高温
C．我国国产飞机C919 的机身部分采用新型铝锂合金，该合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝
D．钛合金、耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域
06 考查金属矿物的冶炼方法
11．（24-25 高二下·福建·期末）下列金属的冶炼方法正确的是
A．金——电解法
B．钠——热还原法
C．铝——热分解法
D．汞——热分解法
12．
【结合元素推断考查金属的冶炼】（24-25 高三上·福建莆田·阶段练习）短周期主族元素X、
Y、Z、W、M 的原子序数依次增大，这五种元素组成“味精”的主要成分Q， Q 的结构式如图所示。下列
推断错误的是
A．原子半径：M>Y>Z>W>X
B．元素非金属性：W>Z> Y>X
C．工业上常采用电解M 的盐溶液的方法冶炼金属M
D．Q 含离子键和共价键
07 考查金属矿物的冶炼流程
13．
【结合工艺流程考查金属的冶炼】（24-25 高三上·福建·期中）白合金是铜钴矿冶炼过程的
中间产物，一种从白合金(主要含
及少量
)中分离回收金属的流程如下：
(1)“酸浸1”，中，可以加快化学反应速率的措施有 (写两种即可)；CoO 发生反应的离子方程式
。
(2)“焙烧1”中，晶体(
和
总质量随温度升高的变化情况如下：
温度范围
质量变化
变少
不变
变少
不变
①升温至
过程中，晶体总质量变小的原因是 ；升温至
，质量发生变化的物
质是 (填化学式)。
②为了更好的分离
和
，“焙烧1”时应控制的温度为 。
(3)“焙烧2”中
发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 (填化学式)。
14．（23-24 高三上·福建泉州·阶段练习）砷为VA 族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与
检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(
)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其
工艺流程如图：
已知：Ⅰ.
与过量的
存在以下反应：
；
.
Ⅱ亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)回答下列问题
①亚砷酸中砷元素的化合价为 ；
②砷酸的第二步电离方程式为 ；
③“一级沉砷”中
的作用是 ；
④“二级沉砷”中
与含砷物质反应的化学方程式为 ；
⑤沉淀
为 (填化学式)。
(2)冶炼废渣中的砷元素主要以
的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测。
步骤1：取
废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入
共热，生成
气体。
步骤2：将
气体通入
溶液中，生成银镜和
。
步骤3：取
废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。
①
的电子式为 ；
②步骤2 的离子方程式为 。
08 考查金属矿物的开发利用
15．金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法不正确的是
A．工业上用焦炭还原
制取密度小、耐腐蚀的金属铝
B．金属被人类开发利用的先后顺序主要取决于金属的活动性，不是在地壳中的含量
C．金属的冶炼是将金属元素由化合态还原为游离态
D．金属Mg、Na 工业上都是用电解熔融氯化物的方法冶炼
16．（24-25 高三上·湖南长沙·开学考试）金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说
法正确的是
A．金属被人类开发利用的先后顺序主要取决于金属的活动性
B．我国金属矿物资源丰富，储量巨大，可无限制地开采利用
C．工业上，金属Mg、Al 都可由电解对应的熔融氯化物制得
D．通过电解饱和食盐水可制得单质Na
09 考查电解冶炼金属
17．（2024·福建厦门·模拟预测）锂辉矿（主要成分为
）可用低温重构-直接浸出技术制备碳酸锂，
同时得到氧化铝，工艺流程如图，下列说法不正确的是
A．“水热反应”为
B．“滤渣1”和“滤渣2”主要成分不同
C．流程中不涉及氧化还原反应
D．冶炼金属锂可用电解其熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝则不可以
18．
【结合电化学考查金属的冶炼】钛的电解冶炼法如图所示。以含少量CaC12的CaO 熔融物作
为介质，电解时阴极生成的Ca 进一步还原TiO2得到钛。下列说法不正确的是
A．Ca 还原TiO2的化学方程式为2Ca+TiO2===Ti+2CaO
B．阳极石墨稳定性强，在实际生产过程中质量几乎不会改变
C．CaC12的作用可能是增强导电性，同时起到助熔剂的作用
D．已知F=96500C·mol-1，当I=0.5A，通电80 分钟，理论上可得Ti 的质量为(0.5×80×60×48)/4×96500g
19．（24-25 高三上·福建宁德·期中）中国“天宫”空间站运用的“黑科技”很多，下列对所涉及物质的性
质描述错误的是
A．被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金，其强度大于纯铝
B．太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网，二者均为无机非金属材料
C．核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂，氙和氩属于稀有气体
D．柔性太阳能板使用了国产新型高纯度二氧化硅，其性质稳定，是优良的光电材料
1．（2024·福建厦门·模拟预测）镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池
芯废料中回收金属的工艺流程如下。下列说法正确的是
A．“酸浸”时，若改用浓硫酸，反应速率更快，效果更好
B．
在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用相同
C．洗涤“
”操作是向漏斗内加水至浸没滤饼，用玻璃棒搅拌使水快速流下
D．“结晶”时，应加热至出现少量晶膜时，再冷却结晶
2．（2024·福建漳州·三模）某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下：
已知：①“溶解”后所得滤液为Na2CrO4、NaAlO2和NaVO3的混合溶液；
②Cr 的最高价含氧酸根离子在酸性介质中主要以
存在，在碱性介质中主要以
存在。
下列说法错误的是
A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2
B．“沉铝”步骤的离子方程式为
C．“分离钒”之后Cr 元素的存在形式主要为
D．“转化沉铬”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 3∶
3．（2024·福建莆田·二模）劳动创造美好生活。下列劳动项目所涉及的知识，其化学(离子)方程式表达错
误的是
劳动项目
化学(离子)方程式
A
用
溶液制作印刷电路板
B
用稀盐酸除去铁架台上的铁锈
C
用葡萄酿酒
D
用含铝粉和
的疏通剂疏通管
道
A．A
B．B
C．C
D．D
4．（23-24 高三上·浙江宁波·阶段练习）Operando 光谱和DFT 计算明确了在负载
的
上
选择性催化还原NO 的还原氧化半循环的过程如下。下列说法正确的是
A．步骤3、4 都是氧化还原反应
B．步骤2 中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C．每生成
理论上消耗
D．上述过程的总反应方程式：
5．（2024·福建漳州·一模）化学与生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是
A．“司母戊鼎”铸造所需的主要材料为铜合金
B．某些食品袋中的小包“铁粉”有抗氧化的作用
C．绿色化学研究的是如何用化学技术与原理治理已经被污染的环境
D．游泳池水呈蓝色是因为消毒剂中含有硫酸铜
6．（2023·福建福州·一模）某无色溶液中可能含有Mg2＋、NH 、K＋、Al3＋、SO
、CO
、Cl－等离子。现
进行如下实验：①取10 mL 该溶液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g 白色沉
淀；②另取10 mL 该溶液于试管中，滴加NaOH 溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体
(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解，并且随NaOH 溶液的加入，沉淀和气体物质的量变化如图所示。下列
说法不符合事实的是
A．根据图中数据计算实验中使用的NaOH 溶液的浓度为1 mol·L－1
B．根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L－1
C．该溶液中NH 、Al3＋、SO
三种离子的物质的量之比为2 1 3
∶∶
D．另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液，不可能使Al3＋和SO
同时完全沉淀
7．（2025·山西·模拟预测）向
和
的混合溶液中先加入足量
溶液，过滤，得到
沉淀，然后向滤液中加入过量
溶液，过滤，灼烧沉淀，得到
固体，则原溶液中
的物
质的量浓度为
A．
B．
C．
D．
8．（2025·河北·模拟预测）河北省富含钽(Ta)矿，钽主要用于制造高温合金和电子元件。以某钽矿渣(主要
含
、FeO、
及油脂等)为原料制备NaTaO3的流程如图。
已知：①焙烧时，
、FeO 转化成
，
；②
溶解度随着温度升高而快速增大。
下列叙述错误的是
A．实验室“焙烧”需用蒸发皿、三脚架、泥三角
B．通入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
9．（2025·辽宁丹东·二模）钽酸锂(
)是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽
废渣(主要成分为
，含少量油脂和
等)为原料制备钽酸锂的流程如下：
下列说法错误的是
A．“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积，常采用“逆流”操作
B．滤渣1 的主要成分为
，滤渣2 的主要成分为
C．已知+5 价Ta 具有一定的氧化性，“酸化”时硫酸比盐酸更合适
D．在实验室模拟“灼烧”工序，主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等
10．（2025·四川绵阳·三模）从含少量Ag 的CuO 料渣回收银并制备铜化工产品的流程如下：
已知：
和
开始分解的温度分别为450℃和80℃。下列说法错误的是
A．酸浸与煮沸后均为过滤操作
B．加入的稀NaOH 应过量
C．固体混合物的组分中含有CuO
D．煅烧过程中有氧气生成
1．（2025·四川·高考真题）一种主要成分为
和
的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要
的化工产品白磷(
)、
。其中，电炉煅烧发生的反应为：
。
下列说法错误的是
A．“电炉煅烧”必须隔绝空气
B．浸渣的主要成分是
C．“炉气水洗”使
溶于水而与
分离
D．“中和沉淀”需要控制溶液的
2．（2025·湖南·高考真题）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
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”
3．（2024·北京·高考真题）不同条件下，当KMnO4与KI 按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。
反应序
号
起始酸碱
性
KI
KMnO4
还原产
物
氧化产
物
物质的量/
mol
物质的量/
mol
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
已知：
的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A．反应①，
B．对比反应①和②，
C．对比反应①和②，
的还原性随酸性减弱而减弱
D．随反应进行，体系
变化：①增大，②不变
4．（2023·重庆·高考真题）下列离子方程式中，错误的是
A．
通入水中：
B．
通入石灰乳中：
C．
放入
溶液中：
D．
放入
溶液中：
5．（2023·浙江·高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架
B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂
C．维生素C 具有还原性，可用作食品抗氧化剂
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
6．（2023·浙江·高考真题）下列反应的离子方程式不正确的是
A．
通入氢氧化钠溶液：
B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：
C．过量
通入饱和碳酸钠溶液：
D．
溶液中滴入氯化钙溶液：
7．（2023·辽宁·高考真题）下列有关物质的工业制备反应错误的是
A．合成氨：N2+3H2
2NH3
B．制HCl：H2+Cl2
2HCl
C．制粗硅：SiO2+2C
Si+2CO
D．冶炼镁：2MgO(熔融)
2Mg+O2↑
8．（2025·江苏·高考真题）室温下，有色金属冶炼废渣(含
等的氧化物)用过量的较浓
溶
液酸浸后，提取铜和镍的过程如下所示。
已知：
。下列说法正确的是
A．较浓
溶液中：
B．
溶液中：
的平衡常数
C．
溶液中：
D．“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中：
9．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下列有关物质性质与用途对应关系错误的是
A．单晶硅熔点高，可用于制造芯片
B．金属铝具有还原性，可用于冶炼金属
C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂
D．乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属
10．（2024·湖南·高考真题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
下列说法正确的是
A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C．红棕色逐渐变浅的主要原因是
D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
11．（2024·山东·高考真题）物质性质决定用途，下列两者对应关系错误的是
A．石灰乳除去废气中二氧化硫，体现了
的碱性
B．氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了
的氧化性
C．制作豆腐时添加石膏，体现了
的难溶性
D．用氨水配制银氨溶液，体现了
的配位性
12．（2024·吉林·高考真题）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时
转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的
颗粒被
、
包裹)，以提
高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为
(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中，
发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节
，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含
微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A．无需控温
B．可减少有害气体产生
C．设备无需耐高温
D．不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”，表明
难被
氧化，“浸金”中
的作用为 。
(6)“沉金”中
的作用为 。
(7)滤液②经
酸化，
转化为
和
的化学方程式为 。用碱中和
可生
成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
