資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第04講 金屬材料及金屬礦物的開發利用
目 錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 4
考點一 銅及其化合物 4
知識點1 銅的性質 4
知識點2 氧化銅和氧化亞銅 5
知識點3 氫氧化銅和氧化亞銅 5
知識點4 銅鹽 6
知識點5 銅及其化合物的性質應用 6
考向1 考查銅及其化合物的性質與應用 7
考向2 考查銅及其化合物的制備 9
考點二　金屬材料及金屬礦物的開發利用 11
知識點1 金屬材料 11
知識點2 金屬冶煉 12
考向1 合金性質與金屬材料的應用 14
考向2 金屬礦物的開發利用 15
04 真題練習·命題洞見 16
考點要求 考題統計 考情分析
銅及其化合物的性質與應用 2023全國乙卷第11題，6分 2023湖北卷第18題，14分 2022山東卷第12題，4分 2021湖北卷第2題，3分 2020海南卷第7題，2分 從近三年高考試題來看，銅及其化合物的性質與應用和合金的組成、性質和應用仍是高考的命題點；只有浙江考查了金屬礦物的開發利用。考查內容以金屬及其化合物的性質、合金的性質、金屬的冶煉、提純以及在日常生活、生產中的應用為主。題型以選擇題和化工流程題為主。預測新的一年高考可能會可能會在選擇題中考查合金的性質和應用及金屬礦物的開發利用，題目難度較小；在工藝流程圖題中考查銅及其化合物的轉化與應用，題目綜合性較強，難度較大。
金屬礦物的開發利用 2024山東卷第18題，13分 2023湖南卷第1題，3分 2023遼寧卷第2題，3分 2023遼寧卷第12題，3分 2022福建卷第6題，4分 2022廣東卷1題，2分 2021河北卷1題，3分
復習目標： 1．能列舉、描述、辨識銅及其化合物重要的物理和化學性質及實驗現象。 2．了解合金的組成及其重要應用，能根據合金的性質分析生產、生活及環境中的某些常見問題。 3．能根據金屬活動性順序分析化學問題。
考點一 銅及其化合物
知識點1 銅的性質
1.存在及位置：
（1）存在：在自然界中銅大多數主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦（_______）、黃銅礦（_______）和斑銅礦（_______）。銅還以游離態的形式存在自然銅是一種含銅礦石，成分是_______。
（2）位置：銅位于元素周期表中第_______周期_______族，是人類最早使用的金屬之一；銅元素是一種的變價金屬元素（_______、_______）。
2.原子結構
（1）銅（Cuprum）是一種金屬元素，也是一種過渡元素，化學符號Cu，英文copper，原子序數29，原子結構示意圖為：
（2）核外電子排布式：______________或[Ar]_______，價電子排布式：_______。3.物理性質：_______色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。
4.化學性質
①生成銅綠的化學方程式：____________________________(_______固體)。
②Cu和S反應的化學方程式：____________________________。
③與濃硫酸共熱的化學方程式：____________________________。
④與稀硝酸反應的離子方程式：____________________________。
⑤與濃硝酸反應的離子方程式：____________________________。
⑥與FeCl3溶液反應的離子方程式：____________________________。
5．銅的冶煉
（1）濕法煉銅：____________________________。
（2）高溫煉銅：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
（3）電解精煉銅：
粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有______________等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作_______極，銅在_______極上_______電子變為_______，用純銅棒作_______極，_______在_______極上_______電子生成_______。
知識點2 氧化銅和氧化亞銅
1.氧化銅
（1）物理性質：_______色_______溶于水的固體。
（2）化學性質：與酸反應，可以用H2、CO、Al還原出Cu。
①與酸反應(H＋)：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
②與H2反應：H2＋CuO______________；
③與CO反應：CO＋CuO______________
2.氧化亞銅
（1）物理性質：_______色_______溶于水的固體。
（2）化學性質：
①與酸反應(H＋)為____________________________。
②Cu2O遇到HNO3發生氧化反應生成Cu2＋。
③與H2反應：____________________________。
④CuO加強熱的反應：____________________________。
知識點3 氫氧化銅和氧化亞銅
1.物理性質：_______色_______溶于水的固體。
2.化學性質及應用：
（1）
反應①的化學方程式：____________________________；
反應②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
反應③的化學方程式：RCHO + 2Cu(OH)2+NaOH RCOONa + Cu2O↓ + 3H2O
（2）應用
利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：
___________________________________。
知識點4 銅鹽
1.Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結果，其受熱分解的化學方程式為___________________________________。
2.CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱_______、膽礬，其受熱分解的化學方程式為________________________，藍色晶體受熱轉化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為_______的檢驗依據。
3.銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去_______，因此人們利用這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。銅鹽溶液有毒，主要是因為
Cu2＋作為一種重金屬離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。
知識點5 銅及其化合物的性質應用
1.區別紅色物質Cu和Cu2O的方法：向紅色物質中加入_______，若溶液由無色變成_______色，則該紅色物質為_______，否則為_______，反應的化學方程式為____________________________。
2.通常利用熱的銅網（反應______________）除去混合氣體中的少量_______。
3.Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：
___________________________________。
4.無水硫酸銅只能作為檢驗_______的試劑，_______作為_______的吸收試劑而用于除雜。
5.CuO用于有機化合物中的元素分析——李比希法
將準確稱量的樣品置于一燃燒管中，經紅熱的氧化銅氧化后，再將其徹底燃燒成_______和_______，用純的_______把它們分別趕入燒堿石棉劑（附在石棉上粉碎的_______）及高氯酸鎂的吸收管內，前者將排出的_______變為_______，后者吸收水變為含有_______的高氯酸鎂，這兩個吸收管增加的重量分別表示生成的_______和_______的重量，由此即可計算樣品中的_______和_______的含量。
6.利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的_______，如乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：
__________________________________________
7.Cu用作_______催化氧化的催化劑。
考向1 考查銅及其化合物的性質與應用
例1（2024·安徽安慶·三模） 銅及其重要化合物在生產中有著重要的應用。輝銅礦(主要成分Cu2S)可以用于制銅，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應可得Cu(NO3)2。Cu在O2條件下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液變藍色并有紫紅色固體產生。2022年諾貝爾化學獎授予了點擊化學領域的三位科學家。一價銅催化的疊氮化物-炔烴環加成反應可謂點擊化學中的第一個經典之作，催化劑CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成H[CuCl2] (強酸)。
上述敘述過程涉及的離子方程式，不正確的是
A．Cu2S與濃硝酸反應：
B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu在O2存在下與氨水反應：
D．CuCl溶于較濃鹽酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
【題后歸納】銅及其化合物的顏色、狀態及溶解性
物質 顏色 狀態及溶解性 物質 顏色 狀態及溶解性
Cu 紫紅色，有金屬光澤 固態，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉末，易溶于水，水溶液呈藍色
CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 藍色 晶體
Cu2O 磚紅色 固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末，難溶于水，可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末，難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水，可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末，難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2+ 深藍色 絡合離子，溶于水
【變式訓練1】（2024·安徽阜陽·模擬預測）某同學進行如下實驗：
實驗 實驗現象
ⅰ 將銅粉加入試管中，再加入稀 溶液變藍，液面上方呈淺紅棕色；至不再產生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 繼續向ⅰ中試管加入少量固體 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
ⅲ 繼續向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
下列說法不正確的是
A．銅與硝酸反應中，硝酸氧化性與氫離子、硝酸根濃度均有關
B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋
C．繼續向ⅰ中試管加入少量硫酸銅固體，也能發生ⅱ、ⅲ現象
D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解
【變式訓練2】（2024·湖南長沙·一模）部分含銅物質的分類與相應銅元素的化合價關系如圖所示。下列說法正確的是
A．a、d均易溶于水
B．b既有氧化性又有還原性
C．加熱條件下f與單質硫反應生成d
D．向固體c中通入氣體生成e
考向2 考查銅及其化合物的制備
例2（2024·河北衡水·模擬預測）以含有少量雜質Fe的粗銅為原料，制備藍礬()的工藝流程如下圖所示：
下列說法正確的是
A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，理論上硫酸和硝酸的物質的量之比為3∶2
B．氣體A為酸性氧化物，可與適量的氧氣和水反應生成硝酸，循環利用
C．物質X可以使用氨水，且X過量對產物無影響
D．“操作Z”為蒸發結晶、趁熱過濾
【變式訓練1】（23-24高三上·甘肅蘭州·期中）通過下列實驗以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)為原料制備還原性物質CuCl。下列說法不正確的是
A．“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2
B．“還原”時離子方程式為SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+
C．“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行
D．可循環利用的物質為H2SO4
【變式訓練2】（2024·海南·一模）鐵、銅及其化合物之間的轉化具有重要應用。下列說法錯誤的是
A．常溫下使用鐵質容器盛裝濃硫酸
B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路
C．電解精煉銅時，粗銅連電源的正極
D．飽和溶液中滴加稀氨水制備氫氧化鐵膠體
考點二　金屬材料及金屬礦物的開發利用
知識點1 金屬材料
1．合金
（1）概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與_______)熔合而成的具有_______的物質。
（2）成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。即合金中一定含_______元素，可能含非金屬元素(如鋼中含碳) 。
（3）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。
①熔點：一般比它的各成分金屬的_______；
②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的_______。
【特別提醒】①構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物，沒有固定的熔、沸點。
②常溫下，多數合金是固，但鉀、鈉合金呈液態。
③合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現的是各成分金屬的化學性質。
（4）新型合金及重要應用
①“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼用鈦合金制造，利用了鈦合金的硬度_______、機械強度_______、耐_______等性質。
②噴氣式飛機的發動機葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點_______、耐_______的性質。
2．常見金屬材料及應用
（1）金屬材料的工業分類
黑色金屬材料 有色金屬材料
_______以及它們的合金 除黑色金屬以外的其他金屬及其合金
（2）黑色金屬材料——鋼鐵
①鋼是用量最_______、用途最_______的合金。
②鋼
(3)有色金屬材料——銅和鋁
①鋁及鋁合金
②銅及銅合金
【特別提醒】合金的組成與性質
（1）構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。
（2）常溫下，多數合金是固態，但鉀、鈉合金呈液態。
（3）合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現的是各成分金屬的化學性質。
知識點2 金屬冶煉
1.金屬在自然界中的存在
（1）化合態—在金屬化合物中，金屬元素都顯_______價
（2）游離態—金、_______等極少數金屬
2.金屬冶煉的實質
金屬的冶煉過程就是把金屬從_______態還原為_______態的過程。即：_____________________(寫反應通式，用M表示金屬)。
3.金屬冶煉的一般步驟
4.金屬冶煉的方法——金屬活動順序與金屬冶煉的關系
①電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬(一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金屬)。
工業上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學方程式分別為
a．2NaCl(熔融)______________
b．MgCl2(熔融)______________
【注意】不能電解MgO，熔點_______，成本高。
c．2Al2O3______________。
【注意】不能電解AlCl3，AlCl3是_______化合物，液態時幾乎不導電。
②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。
a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4CO______________；
b．C還原ZnO：ZnO＋C______________；或2ZnO＋C______________
c．H2還原WO3：WO3＋3H2______________。
【注意】在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應中真正作還原劑的是_______。
③熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學方程式：_____________________；由Ag2O冶煉Ag的化學方程式：____________________________。
5.鋁熱反應
實驗原理 Al和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質呈熔融態且易與Al2O3分離
實驗 裝置
實驗 現象 ①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中
實驗 結論 高溫下，鋁與氧化鐵發生反應，放出大量的熱，反應的化學方程式為 ___________________________________
原理 應用 ①制取熔點較高、活潑性_______Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等
【特別提醒】鋁熱反應的三個注意事項
①鋁熱反應是在高溫干態下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應。
②鋁熱反應會放出大量的熱(這一特性常出現在推斷題中)。Mg條、KClO3的作用是產生高溫，引發鋁熱反應。
③鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。
6.特殊金屬的冶煉方法：
有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如
Na＋KClK↑＋NaCl
2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等
主要運用了化學平衡移動原理，利用K、Rb沸點_______，汽化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進行。
考向1 合金性質與金屬材料的應用
例1（2024·山東·模擬預測）鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是
A．鑭鎳合金能大量吸收形成金屬氫化物
B．鎳屬于過渡元素，位于元素周期表d區
C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優點
D．合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低
【變式訓練1】（23-24高三上·遼寧沈陽·期中）化學與生活、生產、社會密切相關，下列說法正確的是
A．制造鎳氫電池使用的儲氫合金是一類能與氫氣結合成金屬氫化物的材料，如鈦鋯合金，鑭鎳合金等
B．等漂白劑均是利用強氧化性達到漂白效果
C．用于制作大運會火炬塔塔身的鈦合金板具有硬度低、延展性好等特點
D．天和核心艙電推進系統腔體的氮化硼陶瓷屬于傳統無機非金屬材料
【變式訓練2】（23-24高三上·湖北孝感·開學考試）我國古典文獻中有豐富的化學知識。《格古要論》云：鍮石，自然銅之精也。今爐甘石(主要成分)煉成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：銅一斤，爐甘石一斤，煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是
A．假鍮石比鍮石更方便沖壓成型
B．假鍮石的煉制過程會有氣體產生
C．假鍮石的主要材質為合金
D．假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應
考向2 金屬礦物的開發利用
例2（2024·遼寧葫蘆島·一模）下列有關金屬的工業制法中，正確的是
A．制銅：火法煉銅，即將黃銅礦受熱分解以獲得銅單質
B．制鐵：以鐵礦石、焦炭、石灰石為原料，CO還原得鐵
C．制鎂：用海水為原料，經一系列過程制得氧化鎂固體，還原得鎂
D．制鋁：從鋁土礦制得氯化鋁固體，再電解熔融的氯化鋁得到鋁
【變式訓練1】（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于
A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法
【變式訓練2】（2024·江蘇南通·模擬預測）工業用鎂還原制備金屬Ti，工藝流程如圖。下列說法不正確的是
A．工業上可通過電解熔融制取金屬Mg
B．用金屬Mg還原過程中需要通入作保護氣
C．“真空蒸餾”的目的是使Mg、氣化，實現與Ti的分離
D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，可以用稀鹽酸浸泡除Mg
1．（2023·湖南卷）中華文化源遠流長，化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是
A．青銅器“四羊方尊”的主要材質為合金
B．長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素
C．蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學變化
D．銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成
2．（2023·山東卷）利用熱再生氨電池可實現電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是
A．甲室電極為正極
B．隔膜為陽離子膜
C．電池總反應為：
D．擴散到乙室將對電池電動勢產生影響
3．（2023·全國卷）一些化學試劑久置后易發生化學變化。下列化學方程式可正確解釋相應變化的是
A 硫酸亞鐵溶液出現棕黃色沉淀
B 硫化鈉溶液出現渾濁顏色變深
C 溴水顏色逐漸褪去
D 膽礬表面出現白色粉末
4.（2022·浙江卷）下列說法不正確的是
A．用標準液潤洗滴定管后，應將潤洗液從滴定管上口倒出
B．鋁熱反應非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡
C．利用紅外光譜法可以初步判斷有機物中具有哪些基團
D．蒸發濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現晶膜，靜置冷卻，析出硫酸亞鐵銨晶體
5.（2021·河北卷）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
6．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）“熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫。溶解等物質的量的和時，消耗物質的量之比為 ；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時揮發外，另一目的是防止產生 (填化學式)。
（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產物用尾液吸收后在工藝中循環使用，利用該吸收液的操作單元為 。
（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是 。
（4）“置換”中可選用的試劑X為 (填標號)。
A． B． C． D．
“置換”反應的離子方程式為 。
（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作 (填“陰極”或“陽極”)。
7．（2023·湖北卷）學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：
（1）銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器A的名稱為_______，裝置B的作用為_______。

（2）銅與過量反應的探究如下：

實驗②中Cu溶解的離子方程式為_______；產生的氣體為_______。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明的作用是_______。
（3）用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學式為_______。
（4）取含X粗品0.0500g(雜質不參加反應)與過量的酸性KI完全反應后，調節溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00mL。(已知：，)標志滴定終點的現象是_______，粗品中X的相對含量為_______。
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第04講 金屬材料及金屬礦物的開發利用
目 錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 4
考點一 銅及其化合物 4
知識點1 銅的性質 4
知識點2 氧化銅和氧化亞銅 5
知識點3 氫氧化銅和氧化亞銅 5
知識點4 銅鹽 6
知識點5 銅及其化合物的性質應用 6
考向1 考查銅及其化合物的性質與應用 7
考向2 考查銅及其化合物的制備 9
考點二　金屬材料及金屬礦物的開發利用 11
知識點1 金屬材料 11
知識點2 金屬冶煉 12
考向1 合金性質與金屬材料的應用 14
考向2 金屬礦物的開發利用 15
04 真題練習·命題洞見 16
考點要求 考題統計 考情分析
銅及其化合物的性質與應用 2023全國乙卷第11題，6分 2023湖北卷第18題，14分 2022山東卷第12題，4分 2021湖北卷第2題，3分 2020海南卷第7題，2分 從近三年高考試題來看，銅及其化合物的性質與應用和合金的組成、性質和應用仍是高考的命題點；只有浙江考查了金屬礦物的開發利用。考查內容以金屬及其化合物的性質、合金的性質、金屬的冶煉、提純以及在日常生活、生產中的應用為主。題型以選擇題和化工流程題為主。預測新的一年高考可能會可能會在選擇題中考查合金的性質和應用及金屬礦物的開發利用，題目難度較小；在工藝流程圖題中考查銅及其化合物的轉化與應用，題目綜合性較強，難度較大。
金屬礦物的開發利用 2024山東卷第18題，13分 2023湖南卷第1題，3分 2023遼寧卷第2題，3分 2023遼寧卷第12題，3分 2022福建卷第6題，4分 2022廣東卷1題，2分 2021河北卷1題，3分
復習目標： 1．能列舉、描述、辨識銅及其化合物重要的物理和化學性質及實驗現象。 2．了解合金的組成及其重要應用，能根據合金的性質分析生產、生活及環境中的某些常見問題。 3．能根據金屬活動性順序分析化學問題。
考點一 銅及其化合物
知識點1 銅的性質
1.存在及位置：
（1）存在：在自然界中銅大多數主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦（Cu2S）、黃銅礦（CuFeS2）和斑銅礦（Cu5FeS4）。銅還以游離態的形式存在自然銅是一種含銅礦石，成分是銅單質。
（2）位置：銅位于元素周期表中第4周期ⅠB族，是人類最早使用的金屬之一；銅元素是一種的變價金屬元素（+1、+2）。
2.原子結構
（1）銅（Cuprum）是一種金屬元素，也是一種過渡元素，化學符號Cu，英文copper，原子序數29，原子結構示意圖為：
（2）核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1或[Ar]3d94s1，價電子排布式：3d94s1。
3.物理性質：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。
4.化學性質
①生成銅綠的化學方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。
②Cu和S反應的化學方程式：2Cu＋SCu2S。
③與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
④與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑤與濃硝酸反應的離子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
⑥與FeCl3溶液反應的離子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
5．銅的冶煉
（1）濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
（2）高溫煉銅：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
（3）電解精煉銅：
粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，銅在陽極上失電子變為Cu2＋，用純銅棒作陰極，Cu2＋在陰極上得電子生成銅。
知識點2 氧化銅和氧化亞銅
1.氧化銅
（1）物理性質：黑色難溶于水的固體。
（2）化學性質：與酸反應，可以用H2、CO、Al還原出Cu。
①與酸反應(H＋)：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
②與H2反應：H2＋CuOCu＋H2O；
③與CO反應：CO＋CuOCu＋CO2
2.氧化亞銅
（1）物理性質：紅色難溶于水的固體。
（2）化學性質：
①與酸反應(H＋)為Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 。
②Cu2O遇到HNO3發生氧化反應生成Cu2＋。
③與H2反應： Cu2O＋H22Cu＋H2O。
④CuO加強熱的反應：4CuO2Cu2O＋O2↑。
知識點3 氫氧化銅和氧化亞銅
1.物理性質：藍色不溶于水的固體。
2.化學性質及應用：
（1）
反應①的化學方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O；
反應②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
反應③的化學方程式：RCHO + 2Cu(OH)2+NaOH RCOONa + Cu2O↓ + 3H2O
（2）應用
利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
知識點4 銅鹽
1.Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。
2.CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗依據。
3.銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。銅鹽溶液有毒，主要是因為
Cu2＋作為一種重金屬離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。
知識點5 銅及其化合物的性質應用
1.區別紅色物質Cu和Cu2O的方法：向紅色物質中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質為Cu2O，否則為Cu，反應的化學方程式為Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
2.通常利用熱的銅網（反應2Cu＋O22CuO）除去混合氣體中的少量O2。
3.Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：
2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
4.無水硫酸銅只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。
5.CuO用于有機化合物中的元素分析——李比希法
將準確稱量的樣品置于一燃燒管中，經紅熱的氧化銅氧化后，再將其徹底燃燒成二氧化碳和水，用純的氧氣流把它們分別趕入燒堿石棉劑（附在石棉上粉碎的氫氧化鈉）及高氯酸鎂的吸收管內，前者將排出的二氧化碳變為碳酸鈉，后者吸收水變為含有結晶水的高氯酸鎂，這兩個吸收管增加的重量分別表示生成的二氧化碳和水的重量，由此即可計算樣品中的碳和氫的含量。
6.利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，如乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
7.Cu用作醇催化氧化的催化劑。
考向1 考查銅及其化合物的性質與應用
例1（2024·安徽安慶·三模） 銅及其重要化合物在生產中有著重要的應用。輝銅礦(主要成分Cu2S)可以用于制銅，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應可得Cu(NO3)2。Cu在O2條件下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液變藍色并有紫紅色固體產生。2022年諾貝爾化學獎授予了點擊化學領域的三位科學家。一價銅催化的疊氮化物-炔烴環加成反應可謂點擊化學中的第一個經典之作，催化劑CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成H[CuCl2] (強酸)。
上述敘述過程涉及的離子方程式，不正確的是
A．Cu2S與濃硝酸反應：
B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu在O2存在下與氨水反應：
D．CuCl溶于較濃鹽酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
【答案】A
【分析】在書寫離子方程式時要遵循電荷守恒、原子守恒，若為氧化還原反應，同時還要符合電子守恒，結合物質的存在形式及拆分原則分析判斷。
【解析】A．濃硝酸具有強氧化性，Cu2S與濃硝酸反應時，硫元素的氧化產物為H2SO4，Cu為氧化為Cu(NO3)2，濃硝酸被還原為NO2氣體，同時反應產生H2O，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應的離子方程式應該為：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A項錯誤；B．Cu2O在酸性條件下會發生歧化反應，產生Cu、Cu2+、H2O，則Cu2O加入到稀硫酸中，反應產生Cu單質、CuSO4、H2O，離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正確；C．Cu在O2存在下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+，在堿性環境中，O2得到電子轉化生成OH-，離子方程式應該為：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正確；D．CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成強酸H[CuCl2]，則該反應的離子方程式應該為：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正確；故合理選項是A。
【題后歸納】銅及其化合物的顏色、狀態及溶解性
物質 顏色 狀態及溶解性 物質 顏色 狀態及溶解性
Cu 紫紅色，有金屬光澤 固態，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉末，易溶于水，水溶液呈藍色
CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 藍色 晶體
Cu2O 磚紅色 固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末，難溶于水，可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末，難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水，可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末，難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2+ 深藍色 絡合離子，溶于水
【變式訓練1】（2024·安徽阜陽·模擬預測）某同學進行如下實驗：
實驗 實驗現象
ⅰ 將銅粉加入試管中，再加入稀 溶液變藍，液面上方呈淺紅棕色；至不再產生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 繼續向ⅰ中試管加入少量固體 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
ⅲ 繼續向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
下列說法不正確的是
A．銅與硝酸反應中，硝酸氧化性與氫離子、硝酸根濃度均有關
B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋
C．繼續向ⅰ中試管加入少量硫酸銅固體，也能發生ⅱ、ⅲ現象
D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解
【答案】C
【分析】i.將銅粉加入試管中，再加入稀HNO3，稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，溶液變藍，開始產生無色氣體，無色氣體又變為紅棕色；銅粉有剩余，溶液為酸性；ii.繼續向i中試管加入少量固體NaNO3，由于銅粉剩余，溶液為酸性，加入硝酸鈉，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，產生無色氣體，無色氣體又變為紅棕色，同時可知推論i中的酸性是硝酸有剩余；iii. 繼續向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸，溶液酸性增強，硝酸根離子氧化性增強，又和銅反應產生NO氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色；
【解析】A．由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ還有硝酸剩余，不能將銅全部溶解，故硝酸氧化性和氫離子、硝酸根濃度均有關，A正確；B．ⅰ、ⅱ銅粉減少的原因均為硝酸和銅發生了氧化還原反應，能用相同的離子反應解釋，B正確；C．銅離子是氧化產物，增大銅離子濃度銅的還原性減弱，不會發生反應，C錯誤；D．硝酸根離子在酸性條件下具有強化性，可以將銅氧化，故用一定濃度的與也能使銅粉溶解，D正確；故選C。
【變式訓練2】（2024·湖南長沙·一模）部分含銅物質的分類與相應銅元素的化合價關系如圖所示。下列說法正確的是
A．a、d均易溶于水
B．b既有氧化性又有還原性
C．加熱條件下f與單質硫反應生成d
D．向固體c中通入氣體生成e
【答案】B
【分析】a為為為為為為。
【解析】．a為為，二者均為難溶于水的黑色粉末，故A錯誤；B．b為的化合價為價，處于中間價態，既有氧化性又有還原性，故B正確；C．與硫加熱時生成，故C錯誤；D．向固體中通入氣體生成和水，故D錯誤；選B。
考向2 考查銅及其化合物的制備
例2（2024·河北衡水·模擬預測）以含有少量雜質Fe的粗銅為原料，制備藍礬()的工藝流程如下圖所示：
下列說法正確的是
A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，理論上硫酸和硝酸的物質的量之比為3∶2
B．氣體A為酸性氧化物，可與適量的氧氣和水反應生成硝酸，循環利用
C．物質X可以使用氨水，且X過量對產物無影響
D．“操作Z”為蒸發結晶、趁熱過濾
【答案】A
【分析】粗銅加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和銅離子的溶液，往溶液中加物質X沉淀Fe3+，過濾，所得濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得藍礬。
【解析】A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，據可知，要使H+與的物質的量比為4：1(8：2)，則理論上H2SO4和HNO3的物質的量之比為3∶2，故A正確；B．氣體A為NO，不屬于酸性氧化物，故B錯誤；C．若物質X為氨水，則過量氨水會沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使藍礬產量降低，故C錯誤；D．“操作Z”為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，故D錯誤；故答案為：A。
【變式訓練1】（23-24高三上·甘肅蘭州·期中）通過下列實驗以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)為原料制備還原性物質CuCl。下列說法不正確的是
A．“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2
B．“還原”時離子方程式為SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+
C．“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行
D．可循環利用的物質為H2SO4
【答案】B
【分析】堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH將銅轉化為氫氧化銅沉淀，過濾后將氫氧化銅溶于稀硫酸，得到硫酸銅溶液，再加入亞硫酸鈉、NaCl再還原成CuCl，過濾、洗滌得到CuCl。
【解析】A．由上述分析可知“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2，故A正確；B．該反應不滿足電荷守恒，正確的離子方程式為：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B錯誤；C．CuCl易被氧化，因此“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行，以防止其氧化，故C正確；D．由B中反應可知還原過程中生成硫酸，可在酸溶時循環利用，故D正確；故選：B。
【變式訓練2】（2024·海南·一模）鐵、銅及其化合物之間的轉化具有重要應用。下列說法錯誤的是
A．常溫下使用鐵質容器盛裝濃硫酸
B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路
C．電解精煉銅時，粗銅連電源的正極
D．飽和溶液中滴加稀氨水制備氫氧化鐵膠體
【答案】D
【解析】A．常溫下濃硫酸可以使鐵鈍化，所以常溫下可以使用鐵質容器盛裝濃硫酸，A項正確；B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路的反應：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，B項正確；C．電解精煉銅時，粗銅作陽極，應連電源的正極，C項正確；D．飽和溶液中滴入沸水中才能制備氫氧化鐵膠體，D項錯誤；故選：D。
考點二　金屬材料及金屬礦物的開發利用
知識點1 金屬材料
1．合金
（1）概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
（2）成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。即合金中一定含金屬元素，可能含非金屬元素(如鋼中含碳) 。
（3）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。
①熔點：一般比它的各成分金屬的低；
②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。
【特別提醒】①構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物，沒有固定的熔、沸點。
②常溫下，多數合金是固，但鉀、鈉合金呈液態。
③合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現的是各成分金屬的化學性質。
（4）新型合金及重要應用
①“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼用鈦合金制造，利用了鈦合金的硬度大、機械強度高、耐腐蝕等性質。
②噴氣式飛機的發動機葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點高、耐高溫的性質。
2．常見金屬材料及應用
（1）金屬材料的工業分類
黑色金屬材料 有色金屬材料
鐵、鉻、錳以及它們的合金 除黑色金屬以外的其他金屬及其合金
（2）黑色金屬材料——鋼鐵
①鋼是用量最大、用途最廣的合金。
②鋼
（3）有色金屬材料——銅和鋁
①鋁及鋁合金
②銅及銅合金
【特別提醒】合金的組成與性質
（1）構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。
（2）常溫下，多數合金是固態，但鉀、鈉合金呈液態。
（3）合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現的是各成分金屬的化學性質。
知識點2 金屬冶煉
1.金屬在自然界中的存在
（1）化合態—在金屬化合物中，金屬元素都顯正價
（2）游離態—金、鉑等極少數金屬
2.金屬冶煉的實質
金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態還原為游離態的過程。即：Mn＋＋ne－===M(寫反應通式，用M表示金屬)。
3.金屬冶煉的一般步驟
4.金屬冶煉的方法——金屬活動順序與金屬冶煉的關系
①電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬(一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金屬)。
工業上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學方程式分別為
a．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
b．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
【注意】不能電解MgO，熔點高，成本高。
c．2Al2O34Al＋3O2↑。
【注意】不能電解AlCl3，AlCl3是共價化合物，液態時幾乎不導電。
②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。
a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2；
b．C還原ZnO：ZnO＋CZn＋CO↑；或2ZnO＋CZn＋CO2↑
c．H2還原WO3：WO3＋3H2W＋3H2O。
【注意】在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應中真正作還原劑的是CO。
③熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學方程式：2HgO2Hg＋O2↑；由Ag2O冶煉Ag的化學方程式：2Ag2O4Ag＋O2↑。
5.鋁熱反應
實驗原理 Al和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質呈熔融態且易與Al2O3分離
實驗 裝置
實驗 現象 ①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中
實驗 結論 高溫下，鋁與氧化鐵發生反應，放出大量的熱，反應的化學方程式為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
原理 應用 ①制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等
【特別提醒】鋁熱反應的三個注意事項
①鋁熱反應是在高溫干態下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應。
②鋁熱反應會放出大量的熱(這一特性常出現在推斷題中)。Mg條、KClO3的作用是產生高溫，引發鋁熱反應。
③鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。
6.特殊金屬的冶煉方法：
有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如
Na＋KClK↑＋NaCl
2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等
主要運用了化學平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，汽化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進行。
考向1 合金性質與金屬材料的應用
例1（2024·山東·模擬預測）鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是
A．鑭鎳合金能大量吸收形成金屬氫化物
B．鎳屬于過渡元素，位于元素周期表d區
C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優點
D．合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低
【答案】D
【解析】A．鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，A正確；B．鎳是28號元素，屬于過渡元素，位于元素周期表d區，B正確；C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優點，C正確；D．合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低，但不是一定低，比如汞合金的熔點比汞高，D錯誤；故選D。
【變式訓練1】（23-24高三上·遼寧沈陽·期中）化學與生活、生產、社會密切相關，下列說法正確的是
A．制造鎳氫電池使用的儲氫合金是一類能與氫氣結合成金屬氫化物的材料，如鈦鋯合金，鑭鎳合金等
B．等漂白劑均是利用強氧化性達到漂白效果
C．用于制作大運會火炬塔塔身的鈦合金板具有硬度低、延展性好等特點
D．天和核心艙電推進系統腔體的氮化硼陶瓷屬于傳統無機非金屬材料
【答案】A
【解析】A．儲氫合金是一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣和能放出氫氣。循環壽命性能優異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等，故A正確；B．二氧化硫的漂白是化合型漂白，不是利用強氧化性，故B錯誤；C．鈦合金硬度大，強度高，耐腐蝕，故C錯誤；D．氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料，故D錯誤；故選A。
【變式訓練2】（23-24高三上·湖北孝感·開學考試）我國古典文獻中有豐富的化學知識。《格古要論》云：鍮石，自然銅之精也。今爐甘石(主要成分)煉成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：銅一斤，爐甘石一斤，煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是
A．假鍮石比鍮石更方便沖壓成型 B．假鍮石的煉制過程會有氣體產生
C．假鍮石的主要材質為合金 D．假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應
【答案】A
【解析】A．鍮石是純銅，假鍮石是銅鋅合金，合金硬度比其成分金屬的大，假鍮石硬度大相對不方便沖壓成型，A錯誤；B．假鍮石煉制過程涉及反應：、等，有氣體生成，B正確；C．假鍮石是銅鋅合金，C正確；D．假鍮石煉制過程涉及反應，該反應為氧化還原反應，D正確；故答案選A。
考向2 金屬礦物的開發利用
例2（2024·遼寧葫蘆島·一模）下列有關金屬的工業制法中，正確的是
A．制銅：火法煉銅，即將黃銅礦受熱分解以獲得銅單質
B．制鐵：以鐵礦石、焦炭、石灰石為原料，CO還原得鐵
C．制鎂：用海水為原料，經一系列過程制得氧化鎂固體，還原得鎂
D．制鋁：從鋁土礦制得氯化鋁固體，再電解熔融的氯化鋁得到鋁
【答案】B
【解析】A．黃銅礦(CuFeS2)中Fe的化合價為＋2，工業上用黃銅礦冶煉銅的反應：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，該反應不是分解反應，故A錯誤；B．工業上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正確；C．工業上以海水為原料，經過一系列過程獲得無水氯化鎂，工業制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故C錯誤；D．因為氯化鋁是共價化合物，熔融狀態下氯化鋁不電離，也不導電，工業制鋁是電解熔融的氧化鋁：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑，故D錯誤；故選B。
【變式訓練1】（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于
A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法
【答案】B
【解析】冶煉金屬銅的反應為氧化銅與焦炭在高溫條件反應生成銅和一氧化碳，該冶煉方法屬于熱還原法，故選B。
【變式訓練2】（2024·江蘇南通·模擬預測）工業用鎂還原制備金屬Ti，工藝流程如圖。下列說法不正確的是
A．工業上可通過電解熔融制取金屬Mg
B．用金屬Mg還原過程中需要通入作保護氣
C．“真空蒸餾”的目的是使Mg、氣化，實現與Ti的分離
D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，可以用稀鹽酸浸泡除Mg
【答案】B
【分析】工業生產一般采用電解熔融的方法制鎂，所得Mg通過“高溫還原”、發生反應制取金屬鈦，再經過真空蒸餾提純鈦等步驟得到鈦產品。
【解析】A．由于MgO的熔點高，電解MgO制備金屬Mg能耗大，工業生產一般采用電解熔融的方法制鎂，故A正確；B．點燃下金屬鎂和能反應，則用金屬鎂還原過程中不能用作保護氣，可通入Ar作保護氣，故B錯誤；C．真空蒸餾時，需要將金屬Mg、分離除去，由于金屬鈦的熔點很高，因此真空蒸餾的目的是為了降低單質Mg和的沸點，使Mg、氣化，實現與Ti的分離，故C正確；D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，Ti常溫下不與稀鹽酸反應，Mg反應，因此可以用稀鹽酸浸泡除Mg，故D正確；故選B。
1．（2023·湖南卷）中華文化源遠流長，化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是
A．青銅器“四羊方尊”的主要材質為合金
B．長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素
C．蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學變化
D．銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成
【答案】C
【解析】A．四羊方尊由青銅制成，在當時銅的冶煉方法還不成熟，銅中常含有一些雜質，因此青銅屬合金范疇，A正確；B．竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成，竹子、木頭的主要成分為纖維素，B正確；C．蔡倫用堿液制漿法造紙，將原料放在堿液中蒸煮，原料在堿性環境下發生反應使原有的粗漿纖維變成細漿，該過程涉及化學變化，C錯誤；D．陶瓷是利用黏土在高溫下燒結定型生成硅酸鋁，D正確；故答案選C。
二氧化碳，是非氧化還原反應，反應Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應生成Cu2O，是氧化還原反應，故A錯誤；B．低溫真空蒸發主要目的是防止被氧化，而不是，故B錯誤；C．經分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環用于反應Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取總反應方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若產量不變，增大比，多的Na2SO3會消耗氫離子，用于控制pH值，可減少的量，故D正確；答案CD。
2．（2023·山東卷）利用熱再生氨電池可實現電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是
A．甲室電極為正極
B．隔膜為陽離子膜
C．電池總反應為：
D．擴散到乙室將對電池電動勢產生影響
【答案】CD
【解析】A. 向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變為銅離子與氨氣形成，因此甲室電極為負極，故A錯誤；B. 再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，故B錯誤；C. 左側負極是，正極是，則電池總反應為：，故C正確；D. 擴散到乙室會與銅離子反應生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產生影響，故D正確。綜上所述，答案為CD。
3．（2023·全國卷）一些化學試劑久置后易發生化學變化。下列化學方程式可正確解釋相應變化的是
A 硫酸亞鐵溶液出現棕黃色沉淀
B 硫化鈉溶液出現渾濁顏色變深
C 溴水顏色逐漸褪去
D 膽礬表面出現白色粉末
【答案】D
【解析】A．溶液呈棕黃色是因為有Fe3+，有渾濁是產生了Fe(OH)3，因為硫酸亞鐵久置后易被氧氣氧化，化學方程式為：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A錯誤；B．硫化鈉在空氣中易被氧氣氧化為淡黃色固體硫單質，使顏色加深，化學方程式為：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B錯誤；C．溴水的主要成分是溴和水，它們會反應，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久會變質。但不是生成高溴酸，所以選項中的化學方程式錯誤，C錯誤；D．膽礬為CuSO4·5H2O，顏色為藍色，如果表面失去結晶水，則變為白色的CuSO4，化學方程式為：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正確，D正確；故選D。
4.（2022·浙江卷）下列說法不正確的是
A．用標準液潤洗滴定管后，應將潤洗液從滴定管上口倒出
B．鋁熱反應非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡
C．利用紅外光譜法可以初步判斷有機物中具有哪些基團
D．蒸發濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現晶膜，靜置冷卻，析出硫酸亞鐵銨晶體
【答案】A
【解析】A．用標準液潤洗滴定管，要將整個滴定管內壁進行潤洗，因此，應將潤洗液的一部分從滴定管上口倒出，另一部分從滴定管下口放出，A說法不正確；B．鋁熱反應非常劇烈，反應過程中放出大量的熱，有大量火星飛濺出來，因此，在操作時要戴上石棉手套和護目鏡以保護手和眼睛，B說法正確；C．有機物中的基團在紅外光譜中會呈現出其特征譜線，因此，可以利用紅外光譜法初步判斷有機物中具有哪些基團，C說法正確；D．硫酸亞鐵銨的溶解度隨著溫度降低而減小，蒸發濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現晶膜，溶液達到飽和狀態，靜置冷卻后，由于在該溫度下的混合體系中硫酸亞鐵銨的溶解度最小，因此，析出的晶體是硫酸亞鐵銨晶體，D說法正確。綜上所述，本題選A。
5.（2021·河北卷）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
【答案】C
【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。
6．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）“熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫。溶解等物質的量的和時，消耗物質的量之比為 ；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時揮發外，另一目的是防止產生 (填化學式)。
（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產物用尾液吸收后在工藝中循環使用，利用該吸收液的操作單元為 。
（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是 。
（4）“置換”中可選用的試劑X為 (填標號)。
A． B． C． D．
“置換”反應的離子方程式為 。
（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作 (填“陰極”或“陽極”)。
【答案】（1）1：1 H2S
（2）熱浸
（3）將過量的Fe3+還原為Fe2+
（4）C
（5）陽極
【分析】本題以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和， “熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫，被還原為Fe2+，過濾I除掉單質硫濾渣，濾液中在稀釋降溫的過程中轉化為PbCl2沉淀，然后用飽和食鹽水熱溶，增大氯離子濃度，使PbCl2又轉化為，電解得到Pb；過濾II后的濾液成分主要為、FeCl2、FeCl3，故加入鉛精礦主要將FeCl3還原為FeCl2，試劑X將置換為Ag，得到富銀鉛泥，試劑X為鉛，尾液為FeCl2。
【解析】（1）“熱浸”時，將和中-2價的硫氧化為單質硫，被還原為Fe2+，在這個過程中Pb和Ag的化合價保持不變，所以等物質的量的和時，S2-物質的量相等，所以消耗的物質的量相等，比值為1：1；溶液中鹽酸濃度過大，這里主要考慮氫離子濃度會過大，會生成H2S 氣體。
（2）“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，會溶解為，電解溶液制備金屬，在陰極產生，陽極Cl-放電產生Cl2， 尾液成分為FeCl2，FeCl2吸收Cl2后轉化為FeCl3，可以在熱浸中循環使用。
（3）過濾Ⅱ所得的濾液中有過量的未反應的Fe3+，根據還原之后可以得到含硫濾渣，“還原”中加入鉛精礦的目的是是將將過量的Fe3+還原為Fe2+。
（4）“置換”中加入試劑X可以可以得到富銀鉛泥，為了防止引入其他雜質，則試劑X應為Pb，發生的反應為：。
（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，電解Ⅱ得到金屬銀和金屬鉛，將銀和鉛分離出來，所以不可能作為陰極，應作為陽極板，陽極放電視，銀變成陽極泥而沉降下來，鉛失電子為Pb2+，陰極得電子得到Pb，所以電極板應作陽極。
7．（2023·湖北卷）學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：
（1）銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器A的名稱為_______，裝置B的作用為_______。

（2）銅與過量反應的探究如下：

實驗②中Cu溶解的離子方程式為_______；產生的氣體為_______。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明的作用是_______。
（3）用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學式為_______。
（4）取含X粗品0.0500g(雜質不參加反應)與過量的酸性KI完全反應后，調節溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00mL。(已知：，)標志滴定終點的現象是_______，粗品中X的相對含量為_______。
【答案】（1）具支試管 防倒吸
（2）Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 增強了H2O2的氧化性，既不是氧化劑，又不是還原劑
（3）CuO2
（4）溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色 96%
【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱為具支試管；銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，則裝置B的作用為防倒吸；
（2）根據實驗現象，銅片溶解，溶液變藍，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發生反應，生成硫酸銅，離子方程式為：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸銅可以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產生的氣體為O2；在銅和過氧化氫的反應過程中，氫元素的化合價沒有發生變化，故從氧化還原角度說明的作用是：既不是氧化劑，又不是還原劑；
（3）在該反應中銅的質量m(Cu)=n×，因為，則m(O)=，則X的化學式中銅原子和氧原子的物質的量之比為：，則X為CuO2；
（4）滴定結束的時候，單質碘消耗完，則標志滴定終點的現象是：溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色；在CuO2中銅為+2價，氧為-1價，根據2CuO2~3I2，，可以得到關系式：2CuO2~3I2~6S2O32-，則n(CuO2)=(1/3)×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相對含量為0.0005×96/0.048=96%。
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