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第三章
金属及其化合物
第14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、用途和制备方法。
2．了解常见金属的活动性顺序。
3．了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点二
提能训练　练案[14]
考点一
考点一　铜及其化合物
1．铜元素的存在
铜元素位于元素周期表第四期第________族，价层电子排布式为____________，在自然界中主要以__________的形式存在。
2．铜单质的性质
(1)物理性质：铜是________色固体，具有良好的延展性、________性和________性，不能被磁铁吸引。
ⅠB
3d104s1
化合态
紫红
导热
导电
(2)化学性质
【微思考1】　(1)写出图中下列反应的化学方程式：
①在潮湿空气中反应：__________________________(绿色固体)。
②与S反应：________________________________________。
(2)写出图中下列反应的离子方程式：
③与稀硝酸反应：____________________________________；与浓硝酸反应：_______________________________________。
④与FeCl3溶液反应：______________________________。
3．氧化铜和氧化亚铜
4．氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色固体，______溶于水。
(2)化学性质(写出化学方程式)
反应①：__________________________。
反应②：_____________________________________。
难
Cu(OH)2＋2H＋=====Cu2＋＋2H2O
5．铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3名称为______________，是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被锈蚀的结果。
(2)CuSO4·5H2O俗称________、________。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
(3)CuS：黑色固体，难溶于水及稀硫酸。
碱式碳酸铜
蓝矾
胆矾
【微思考2】　设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。
提示：向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。
【易错辨析】
(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(　　)
[提示]　×　铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。
(2)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。(　　)
[提示]　×　CuSO4·5H2O失去结晶水属于化学变化。
(3)Cu2O与稀硫酸反应，氧化剂是H2SO4。(　　)
[提示]　×　Cu2O与稀硫酸的反应中Cu2O既是氧化剂，也是还原剂。
(4)实验室常用CuSO4溶液除去尾气中的H2S。(　　)
[提示]　√
(5)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。(　　)
[提示]　×
(6)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。(　　)
[提示]　√
(7)常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4。(　　)
[提示]　×
(8)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成。(　　)
[提示]　×
1．(2024·山东卷，改编)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。
微考点1　铜及其化合物的性质与转化
试管 实验操作及现象
甲 滴加过量0.3 mol·L－1 HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失
乙 滴加过量6 mol·L－1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色
下列说法正确的是(　　)
A．试管甲中新生成的沉淀为CuO
B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性
C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物
D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物
[答案]　C
[解析]　Cu2O中滴加过量0.3 mol·L－1 HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2＋，Cu元素的化合价由＋1价升至＋2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化合价还由＋1价降至0价，新生成的沉淀为金属Cu，A错误；Cu2O与0.3 mol·L－1 HNO3发生的反应为Cu2O＋2HNO3=====Cu(NO3)2＋Cu＋H2O，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)=====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该过程中HNO3表现氧化性和酸性，B错误；Cu2O中滴加过量6 mol·L－1氨水充分振荡，沉淀逐渐
溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2＋，C正确；试管甲中Cu2O溶于稀硝酸是因歧化生成了Cu2＋和Cu单质，不能说明其为碱性氧化物，试管乙中Cu2O溶于浓氨水时利用的是氨的配位能力而非碱性，不能说明Cu2O属于酸性氧化物，D错误。
2．(2026·湖北荆州模拟)将铜粉放入稀硫酸中，加热后无现象，当加入一种盐后，铜粉质量减小，溶液变蓝，同时有气体产生。此盐应是(　　)
A．KCl B．FeCl3
C．NaNO3 D．K2CO3
[答案]　C
3．(2025·河北衡水高三检测)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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，可得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，可除去铜绿
[答案]　D
[解析]　Cu与浓硫酸反应后的溶液中可能还存在浓硫酸，不能向其中加水，A错误；Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D正确。
4．(2026·吉林长春二模)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题。
(1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉，Cu2S中铜元素的化合价为________。
(2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成________色晶体，俗称________。
(3)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CuO，化学方程式为_________________。
(4)CuCl2常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。M′为________。
(5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300 ℃，HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是_____________。
[答案]　(1)＋1
(2)蓝　胆矾(或蓝矾)
(4)Fe2＋
(5)用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化
氢氧化铜和盐酸，HCl可抑制其水解，CuCl中铜具有还原性，易被空气中氧气氧化，在HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化。
铜与不同氧化剂反应的产物小结
5．(2025·河北衡水高三模拟)实验室用含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如图所示：
微考点2　铜及其化合物性质探究及制备实验
下列有关说法正确的是(　　)
A．溶解废铜粉的“过量酸”是指稀硝酸
B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子
C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===== 2Fe(OH)3＋3Cu2＋
D．从溶液中得到无水硫酸铜的方法是冷却结晶
[答案]　C
[解析]　过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液中通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，还能同时氧化Cu，发生反应2Cu＋O2＋2H2SO4=====2CuSO4＋2H2O，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O=====2Fe(OH)3＋3Cu2＋，C正确；溶液冷却结晶得到硫酸铜晶体，D错误。
6．(2026·山东济南高三检测)碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程示意图如图所示。下列说法错误的是(　　)
[答案]　C
7．(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。
(1)配制溶液。
用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 mol·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。
(2)Fe(NO3)3溶液成分探究。
(3)提出假设。
假设ⅰ：_______________________，发生反应Cu＋2Fe3＋=====Cu2＋＋2Fe2＋；
(4)实验探究。
实验Ⅰ：向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为__________________________________________ ___________________。
实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。
综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。
(5)查阅资料知，铜粉与Fe(NO3)3溶液可能涉及的反应有：
(ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________；为验证这一作用，设计实验方案为______________________________。
(ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是_____________________________________________________。
[答案]　(1)(梨形)分液漏斗、球形冷凝管
(2)pH计(或酸度计)
(3)Fe3＋将Cu氧化
(4)向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀　HNO3　ⅰ
(5)(ⅰ)催化　向实验Ⅱ体系中加入适量FeSO4固体，振荡，溶液出现蓝色　(ⅱ)反应③速率大于反应②
(5)由反应历程可知，Fe2＋先参与反应，然后又反应生成，Fe2＋起催化作用，能增大反应速率，向实验Ⅱ溶液中加入Fe2＋，振荡，溶液出现蓝色，可以证明Fe2＋的催化作用。结合题目信息可知，实验Ⅰ向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加Cu，无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋，是因为反应③速率大于反应②。
考点二　金属材料及金属冶炼
1．合金的定义及性能
[微点归纳]　(1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。
(2)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。
(3)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。
2．常见的金属材料
(1)金属材料的分类
(2)三种常见的合金
(3)新型合金
3．金属的冶炼
(1)金属冶炼的实质
金属的冶炼是指将金属从其__________中还原出来，用于生产各种金属材料的过程，即_________________________(写反应通式，用R表示金属)。
化合物
Rn＋＋ne－=====R
(2)应用金属活动性顺序表整合金属的性质
金属活 动性顺序　　 K、Ca、 Na Mg Al、Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu、Hg、 Ag Pt、
Au
与O2 反应 常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 常温下一般生成致密的氧化膜 (铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属) 加热 化合 不
反
应
与H2O 反应 常温下生成碱和氢气 与热 水反应 有碱存在与水反应 与高温水蒸气反应 不反应 金属活 动性顺序　　 K、Ca、 Na Mg Al、Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu、Hg、 Ag Pt、
Au
与非氧化性酸反应 生成盐 和氢气 生成盐和氢气 不反应 不反应
与盐溶 液反应 先与水反应，生成的碱再与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 (3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
【微思考】　(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。写出它们的冶炼对应方法。
提示：(1)K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。
(2)(Ⅰ)—①　(Ⅱ)—③　(Ⅲ)—③　(Ⅳ)—④
[特别提醒]　①工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝，而不能用电解熔融AlCl3的方法，这是因为AlCl3为共价化合物，熔融时不导电。
②工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁，而不用电解熔融MgO的方法，这是因为MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。
(4)铝热反应
①反应原理：_____________________________
②原理应用
a．制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
b．金属焊接，如野外焊接钢轨等。
【易错辨析】
(1)金属均可相互熔合形成合金。(　　)
[提示]　×　若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
(2)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。(　　)
[提示]　√　多数合金的熔点比它的各成分金属熔点低，硬度比各成分金属的大。
(3)由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质。(　　)
[提示]　×　冶炼铝用氧化铝而不用氯化铝，因为氯化铝是共价化合物，熔融态不导电。
(4)炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳。(　　)
[提示]　√　焦炭不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳可以还原氧化铁，从而炼铁。
(5)火烧孔雀石炼铜采用的是焦炭法冶炼金属。(　　)
(6)合金的物理性质和化学性质相比于成分金属均发生改变。(　　)
[提示]　×　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。
(7)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)
[提示]　×　金属与非金属也可以熔合成合金，如钢中含碳。
(8)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。(　　)
[提示]　×　活泼性比Al弱的难熔金属，如钒、铬、锰、铁、铜的氧化物与Al可以发生铝热反应。
(9)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。(　　)
[提示]　√　工业上用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。
(10)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(　　)
[提示]　×　人类历史上使用铝的时间比铁晚，是由于铝的活泼性大于铁。
1．(2026·湖北武汉联考)日常使用的金属材料大多数属于合金。下列说法错误的是(　　)
A．超级钢强度很大，能实现钢板的轻薄化
B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，它包含第ⅢB族的镧系及锗、铷，共计17种元素
C．铝合金是用途广泛的合金之一，硬铝是一种铝合金，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
D．储氢合金是一类能大量吸收H2并与H2结合成金属氢化物的新型合金
微考点1　金属材料的性能及应用
[答案]　B
[解析]　稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，它包含第ⅢB族的镧系及钪、钇，共计17种元素，B错误。
2．东汉晚期的青铜奔马(如图所示)充分体现了我国光辉灿烂的古代科技，已成为我国的旅游标志。下列说法错误的是(　　)
A．青铜的机械性能优良，其硬度和熔点均高于纯铜
B．铜器表面的铜绿是盐
C．青铜是我国使用最早的合金，含铜、锡、铅等元素
D．“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生了置换反应
[答案]　A
[解析]　青铜合金的硬度高于其成分金属，熔点低于其成分金属，A错误。
3．(2026·广州模拟)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(　　)
[答案]　B
[解析]　兽骨主要成分是碳酸钙和其他钙盐，A不符合题意；青铜器是铜与锡等的合金，属于合金材料，B项符合题意；纸张的主要成分是纤维素，C不符合题意；液晶显示屏是一种采用液晶为材料的显示器，液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物，D不符合题意。
4．(2026·山东滨州高三检测)《天工开物》中记载了铜的开采与冶炼：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
微考点2　金属的冶炼
[解析]　“淘洗去土滓”，使矿石和土分离属于原料的富集，A正确；纯铜为紫红色固体，“自然铜……色似干银泥”为合金，B正确；铜与铅混合物的分离过程中，“铅质先化，从上孔流出”，利用了物质的熔点不同，C正确；不能用热分解法冶炼铜，应用热还原法冶炼铜，D错误。
金属冶炼的方法与金属活动性的关系
5．(2026·湖南长沙检测)古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　)
A．用焦炭热还原SnO2可得到Sn
B．用H2还原Fe2O3可得到Fe
C．Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D．Ag2O直接热分解可得到Ag
[答案]　C
[解析]　根据金属活动性顺序可知，可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活动性顺序可知，可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。
6．(2026·河北衡水检测)用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下：
已知：CuFeS2＋3CuCl2=====4CuCl＋FeCl2＋2S。
(1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为______________________________________________。
(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为____________。
(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是________(填离子符号)。
(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有_________________，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为________。
[答案]　(1)CuFeS2＋3FeCl3=====CuCl＋4FeCl2＋2S
(2)Fe2O3
(3)Cu2＋
(4)HCl和CuCl2　0.5 mol
(5)会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可)
[解析]　(2)FeCl2溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得到Fe2O3固体。(3)[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(4)由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 mol CuFeS2溶解需要3 mol CuCl2，生成4 mol CuCl， 4 mol CuCl最终歧化生成2 mol Cu和2 mol CuCl2，此时还需要补充1 mol CuCl2。则生成1 mol Cu需要补充0.5 mol CuCl2。(5)高温耗能更高，生成SO2会污染大气。
1．合金的两个特点：熔点较低，硬度较大。
2．金属的制法
(1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属)。
(2)热还原法(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等较活泼金属)。
(3)热分解法(Hg、Ag等不活泼金属)。
3．必记五反应
提能训练　练案[14]
1．(2026·河北承德期末)普宁寺位于河北省承德市，该寺庙的部分建筑部件由铜合金打造。下列说法正确的是(　　)
A．青铜、黄铜都是铜的合金
B．铜合金的硬度和熔点都低于纯铜
C．铜合金在空气中主要发生析氢腐蚀
D．定期用硝酸浸泡和清洗铜合金雕像
[答案]　A
[解析]　一般情况下，合金的熔点低于其成分纯金属，但是硬度高于纯金属，B错误；铜的还原性较弱，不会发生析氢腐蚀，在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀，C错误；硝酸可以与铜反应，不能用硝酸浸泡和清洗铜合金的雕像，否则会损坏雕像，D错误。
2．(2026·辽宁朝阳模拟)青铜器在古时被称为“金”或“吉金”，是铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是(　　)
A．基态铜原子的核外电子有15种不同的空间运动状态
B．青铜的熔点低于纯铜
C．青铜器中锡、铅对铜有保护作用
D．可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈
[答案]　D
[解析]　基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，核外电子有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种空间运动状态，A正确；合金的熔点低于组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb形成原电池且Sn、Pb为负极，符合“牺牲阳极法”，C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀青铜器，不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，D错误。
3．下列有关铜的化合物说法正确的是(　　)
A．根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
B．硫酸铜可用作饮用水的消毒剂
C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋=====Cu2＋＋H2O
[答案]　D
[解析]　在实际应用中可用FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板，利用的是铁离子的氧化性，与铁比铜金属性强无关，A项错误；CuSO4是重金属盐，可使蛋白质变性，常用作游泳池的消毒剂，不能用作饮用水的消毒剂，B项错误；铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为Cu2(OH)2CO3＋4H＋=====2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O，C项错误；CuO为黑色固体，Cu为红色固体，实验现象为黑色固体变成红色固体，D项正确。
4．(2025·珠海模拟)铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分，实验流程及现象：
下列说法不正确的是(　　)
A．反应①产生的气体是H2
B．反应②的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O=====2[Al(OH)4]－
C．反应③生成的白色沉淀是Al(OH)3
D．黑色固体中一定不含Al和Fe3O4
[答案]　D
[解析]　由实验可知，黑色固体与稀硫酸反应产生气体，且溶液b中加入KSCN溶液不变红，说明溶液b中不含Fe3＋；黑色固体与NaOH溶液反应无气体产生，说明一定不含Al；溶液a中通入二氧化碳有白色沉淀生成，白色沉淀为氢氧化铝，说明黑色固体中一定含有Al2O3。由上述分析可知，黑色固体中一定含有Al2O3、Fe，一定不含Al，可能含有Fe3O4。
5．某化学兴趣小组进行有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
C．向③中滴加稀硫酸，铜屑继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D．③中发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===== 4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
[答案]　D
[解析]　①中发生反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3=====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液呈蓝色，在试管口处NO被空气中的氧气氧化，生成红棕色的二氧化氮，但HNO3被还原，生成NO，A错误；Cu在常温下可与稀硝酸反应，不能与稀硫酸反应，B错误；向③中滴加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，继续与Cu反应，故稀硝酸的氧化性强，C错误；③中发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=====4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，D正确。
6．(2026·山西大同模拟)元素铬(Cr)的几种化合物存在如图所示转化关系，下列说法错误的是(　　)
A．K2Cr2O7可作为氧化剂
B．反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质
C．反应②利用了H2O2的氧化性
D．反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化
[答案]　D
[解析]　K2Cr2O7中铬元素的化合价为＋6价，铬元素的化合价可以降低，可作氧化剂，A正确；反应①中Cr2O3与KOH反应生成盐和水，表明Cr2O3有酸性氧化物的性质，B正确；反应②中铬元素的化合价升高，KCrO2发生氧化反应，利用了H2O2的氧化性，C正确；反应①、③中铬元素的化合价没有变化，D错误。
7．(2026·江苏盐城模拟)CuSO4是一种重要的化工原料，制备途径如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．途径②制备0.1 mol CuSO4，被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol
B．将途径①反应所得气体循环利用体现了绿色化学思想
C．途径③制备CuSO4，当Cu过量时H2SO4不能完全反应
D．生成等量的CuSO4，途径中参加反应的H2SO4的物质的量：②<③
[答案]　A
[解析]　途径②铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸发生复分解反应生成硫酸铜和水，硫酸没有参与氧化还原反应，A错误；途径①反应中产生的一氧化氮为有害气体，将NO气体循环使用，体现了绿色化学思想，B正确；随着反应的不断进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应不能继续进行，因此Cu过量时H2SO4不能完全反应，C正确；途径②中H2SO4完全转化为硫酸铜，途径③中H2SO4部分转化为硫酸铜、部分转化为二氧化硫，则生成等量的CuSO4，途径中参加反应的H2SO4的物质的量：②<③，D正确。
8．(2026·河南周口期末)某变质的废铜屑的主要成分为Cu、CuO、Cu2(OH)2CO3(其他杂质不参加化学反应)，为将其转化为铜单质，同时制备绿矾，某实验小组设计如图所示流程。
下列说法错误的是(　　)
A．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1
B．滤液1的溶质主要为CuSO4
C．若“分铜”过程中生成64 g铜，则“浸泡”过程理论上有2 mol电子发生转移
D．可用铁氰化钾溶液检验滤液2中Fe2＋的存在
[答案]　C
[解析]　基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，A正确；“浸泡”过程中铜单质及其化合物在过量H2SO4和H2O2的作用下，均发生化学反应，转化为CuSO4，其他不溶性杂质形成滤渣，因此滤液1的溶质主要为CuSO4，B正确；若“分铜”过程生成64 g铜，则Fe与CuSO4的反应中有2 mol电子转移，但“浸泡”过程中生成Cu2＋时，由氧化铜或碱式碳酸铜生成的Cu2＋中铜元素的化合价未发生变化，因此“浸泡”过程中理论上电子转移的物质的量小于2 mol，C错误；Fe2＋与铁氰化钾反应可生成蓝色沉淀，因此可用铁氰化钾溶液检验滤液2中Fe2＋的存在，D正确。
9．(2026·湖南长沙雅礼中学11月月考)以氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图(氧化效率为单位质量的氧化剂得到的电子数)。
下列说法正确的是(　　)
A．“滤渣”的主要成分为铜
B．“氧化”时，用NaClO代替H2O2可寻求更高的氧化效率
C．“氧化”后的溶液中存在的阳离子是Zn2＋、Cu2＋、Fe3＋、H＋
D．由“滤液”获得ZnSO4·7H2O的操作是蒸发结晶
[答案]　C
[解析]　向氧化锌烟尘(主要含ZnO，还含有CuO、Fe3O4等)中加入过量稀硫酸酸浸，过滤，滤液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，加入H2O2，将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入ZnO调节溶液的pH，使铁离子形成氢氧化铁沉淀，过滤，滤液中含有硫酸铜和硫酸锌，加入过量锌粉置换出铜单质，过滤，滤渣为Cu和Zn，滤液为硫酸锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到ZnSO4·7H2O晶体，以此解答该题。滤渣的主要成分为置换出的铜和过量的锌，A错误；NaClO作氧化剂时还原产物为NaCl,74.5 g(1 mol)NaClO得到2 mol电子，34 g(1 mol) H2O2作氧化剂时得到2 mol电子，故NaClO的氧化效率低于H2O2，B错误；由分析可知，“氧化”后的溶液中大量存在的阳离子是Zn2＋、 Cu2＋、Fe3＋、H＋，C正确；由分析可知，将硫酸锌溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO4·7H2O晶体，而不是蒸发结晶，D错误。
10．(2026·陕西咸阳期初联考)工业上获得金属材料的方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．利用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要小得多
B．通过热还原法可从赤铁矿中得到生铁，制取金属镁也可用此法
C．由Cu2S获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量
D．黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料
[答案]　D
[解析]　铝土矿制铝要消耗电能，则用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要大得多，A错误；镁为活泼金属，需要使用电解法制取，B错误；由硫化亚铜获取粗铜时，通入过量氧气，过量的氧气高温下会将反应生成的铜氧化为氧化铜，降低铜的产量，C错误；黄铜矿冶炼铜时，副产物二氧化硫是制备硫酸的原料，可以用于生产硫酸，氧化亚铁是炼铁的原料，可以用于炼铁，D正确。
11．(2026·浙江名校协作体联考)不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
[答案]　D
[解析]　通常用CO还原法炼制铁，A错误；因为Al有良好的性能，才被广泛使用，B错误；氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝，C错误；高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，D正确。
12．(2026·河北衡水名校联考)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．Fe3＋对该反应有催化作用
B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供
C．可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe2＋与Fe3＋
D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl=====2CuCl2＋2H2O
[答案]　B
13．某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应：
下列说法正确的是(　　)
A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜
B．实验2中生成红色物质的离子方程式为Al＋Cu2＋=====Al3＋＋Cu
C．溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因
D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和硫酸溶液反应，后者更剧烈
[答案]　C
14．(2025·黑、吉、辽、蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)＝10－20.4，下列说法错误的是(　　)
A．硫酸用作催化剂和浸取剂
B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C．“浸出”时，3种金属元素均被还原
D．“沉钴”后上层清液中c(Co2＋)·c(S2－)＝10－20.4
[流程梳理]　从高锰钴矿中提取金属元素的工艺流程。
[答案]　C
[解析]　“浸出”过程中硫酸可作催化剂催化稻草中的纤维素水解生成葡萄糖，还可作浸取剂与金属氧化物反应得到含金属离子的溶液，A正确；该流程中所用生物质为稻草，而稻草来源广泛且可再生，B正确；结合“浸出”后的操作及产物可知，“浸出”时MnO2被葡萄糖还原为Mn2＋，Co3O4被还原为Co2＋，Fe2O3转化为Fe3＋，Fe的化合价不变，故Fe未被还原，C错误；“沉钴”后的上层清液为CoS的饱和溶液，存在c(Co2＋)·c(S2－)＝Ksp(CoS)＝10－20.4，D正确。
15．(2026·湖北孝感高三考试)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：“鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。”崔昉《外丹本草》云：“铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。”下列说法错误的是(　　)
A．假鍮石比鍮石更方便冲压成型
B．假鍮石的炼制过程会有气体产生
C．假鍮石的主要材质为合金
D．假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应
[答案]　A
16．(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。流程如下：
已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
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Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式：________________________________________________。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、________、________(填化学式)。
(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：
Fe(CO)5＋_______＋_______=====Cr(OH)3↓＋_______＋______＋____CO↑
(7)滤渣Ⅱ可返回________工序(填工序名称)。
[答案]　(1)3d54s1
(3)MgO　Al(OH)3
(4)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行
(5)KHCO3
(6)K2CrO4　4H2O　Fe(OH)3↓　2KOH　5
(7)煅烧
[解析]　将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收钾资源的闭环生产工艺流程。
“酸化”后溶液中主要含有K2Cr2O7和KHCO3，“分离”后得到K2Cr2O7，故滤液Ⅱ的主要成分为KHCO3。(6)还原、分离工序中Fe(CO)5作还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3，自身转化为Fe(OH)3，根据得失电子守恒、原子守恒配平，可得该反应的化学方程式。(7)滤渣Ⅱ主要成分为Cr(OH)3和Fe(OH)3，可返回煅烧工序中。
17．(2023·河北卷)闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的Ksp(CuCl)＝10－6.8。
回答下列问题：
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为________(填化学式)。
(2)滤渣的主要成分为________(填化学式)。
(3)浸取工序的产物为[Cu(NH3)2]Cl，该工序发生反应的化学方程式为_____________________________________。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为______________________。
(4)浸取工序宜在30～40 ℃之间进行。当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是_______________________ _________。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式[Cu(NH3)2]＋＋2H＋＋Cl－=====________＋________。
(6)真空干燥的目的为_________________________________。
[答案]　(1)[Cu(NH3)4]Cl2
(2)Fe
(3)[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu=====2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3＋4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋4H＋=====4[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O
(4)盐酸和液氨反应放热
(6)防止干燥过程中CuCl被空气中的O2氧化
[解析]　(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，结合教材中铜氨配离子的颜色，可判断其主要成分的阳离子为[Cu(NH3)4]2＋，则阴离子为Cl－，主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2。(2)原料为铜包钢，经过浸取，铜被氧化后转化为[Cu(NH3)2]＋进入溶液，铁仍为固体，且流程图中明确指出，固体滤渣的主要用途为炼钢，则固体滤渣的主要成分为铁。(3)浸取工序中，反应物为铜单质和[Cu(NH3)4]Cl2，产物为[Cu(NH3)2]Cl，根据得失电子守恒和原子守恒，可写出反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu=====2[Cu(NH3)2]Cl。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，反应物涉及[Cu(NH3)2]Cl、H＋、O2和NH3，产物为[Cu(NH3)4]Cl2，结合反应物中有
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