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第15讲　铜　金属材料及金属冶炼
1.（2024·甘肃高考1题）下列成语涉及金属材料的是（　　）
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之如饴
2.据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指（　　）
A.CuO B.Cu2O
C.Cu D.Cu2（OH）2CO3
3.化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是（　　）
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.合金的熔点一般比其成分金属的熔点高
C.青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁
D.铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀
4.《秋浦歌》中的一首“炉火照天地，红星乱紫烟。赧郎明月夜，歌曲动寒川”描写的是我国古代劳动人民“冶炼金属”的热烈场面。下列有关金属冶炼的说法错误的是（　　）
A.应用热还原法可以冶炼铁
B.应用铝热法可以冶炼镁
C.应用电解法可以冶炼铝
D.应用热分解法可以冶炼汞
5.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
6.氧化亚铜（Cu2O）主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法正确的是（　　）
A.高温时稳定性：Cu2O＜CuO
B.样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂
C.如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解
D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.2NA
7.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
8.（2025·四川绵阳中学诊断）《天工开物》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时相连数尺内，低下数寸筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是（　　）
A.金属冶炼方法由金属活动性决定
B.熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差
C.炒铁是为了降低铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工
9.下列有关金属冶炼的说法不正确的是（　　）
A.用铝热法原理炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被Al还原成Fe，转移9 mol电子
B.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理
C.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠元素被还原，氯元素被氧化
D.高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁
10.某化学实验小组设计了铝与相同浓度的不同铜盐溶液反应的实验方案，具体实验操作与现象如下。
实验序号 实验操作 实验现象
① 将铝片插入CuSO4溶液中 长时间未观察到红色物质析出
② 将铝片插入Cu（NO3）2溶液中 15 min后，铝片表面析出少量的红色物质，溶液颜色变化不明显
③ Ⅰ.将铝片插入CuCl2溶液中 反应迅速、剧烈，溶液呈酱油色样（含[CuCl2]－）
Ⅱ.将酱油色样溶液倒入大量水中 产生白色沉淀（主要成分为CuCl）
Ⅲ.取步骤Ⅱ反应后的上层清液，再插入铝片 产生大量无色气体，反应结束后生成大量红色海绵绒状物质，溶液变成无色
下列说法错误的是（　　）
A.可在实验①中加入NaCl固体，使铝片溶解
B.实验③的步骤Ⅰ中，溶液呈酱油色样的原因：Al＋3Cu2＋＋6Cl－Al3＋＋3[CuCl2]－
C.实验③的步骤Ⅲ中，无色气体为H2，Cl－在实验Ⅲ中起催化与破坏保护膜的作用
D.相同条件下，Cu与等浓度的CuSO4溶液、Cu（NO3）2溶液、CuCl2溶液均不反应
11.铜是人类祖先最早应用的金属，随着科学技术的发展不断开发出新的用途，如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜，部分工业流程如图：
　
下列化学方程式或离子方程式书写正确的是（　　）
A.制印刷电路板：Fe3＋＋CuFe＋Cu2＋
B.电解精炼铜阳极电极反应式：Cu2＋＋2e－Cu
C.生产粗铜时发生的化学反应可能有：Cu2S＋2CuO4Cu＋SO2↑
D.青铜器产生铜绿的过程：2Cu＋3H2O＋CO2Cu2（OH）2CO3＋2H2
12.金属单质及其化合物在生产生活中应用非常广泛，废旧金属的回收利用是重要研究课题。某学习小组在实验室中模拟利用含铜废料（主要成分为Cu和CuO，还有少量的Al、Fe及其氧化物）生产胆矾，其实验方案如下：
　
回答问题：
（1）上述流程中，将废铜料“研磨”的目的是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
（2）“碱浸”时Al发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）请写出“酸溶”过程中单质铜发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）试剂X可以是　　　　。
（5）实验证明，溶液D能将I－氧化为I2。某同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出该同学的实验方案及结果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（不要求写具体操作过程）。
第15讲　铜　金属材料及金属冶炼
1.C　纸的主要成分是纤维素，不涉及金属材料，A项错误；沙的主要成分是硅酸盐，不涉及金属材料，B项错误；金和铁都是金属，C项正确；饴指饴糖，糖类属于有机物，不涉及金属材料，D项错误。
2.D　铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，则这里的“铜青”是指Cu2（OH）2CO3。
3.B　合金的熔点一般比其成分金属的熔点低，硬度大，B错误。
4.B　Mg的还原性强于铝，不能采用铝热法冶炼Mg，可采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁。
5.C　根据金属活泼性顺序可知，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，A正确；根据金属活泼性顺序可知，也可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe，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，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，D正确。
6.B　A项，CuO经高温灼烧生成Cu2O，则高温时Cu2O比CuO稳定，错误；B项，反应Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O中，Cu元素发生歧化反应，Cu2O既是氧化剂又是还原剂，正确；C项，如果溶液中出现蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应溶液也呈蓝色，错误；D项，反应Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 mol Cu2O完全反应转移1 mol电子，14.4 g Cu2O为0.1 mol，完全反应转移0.1 mol电子，电子数为0.1NA，错误。
7.D　A项，应将反应后的液体缓慢倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
8.B　活动性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，B错误；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，C正确；该冶炼方法和近代往生铁水吹空气炼钢都是利用空气中O2氧化碳元素，其原理基本相同，D正确。
9.A　1 mol Fe3O4被Al还原成Fe时转移8 mol电子且铝热反应是Fe2O3和Al反应，A错误；古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应是铁与硫酸铜发生置换反应，B正确；电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，Na＋得电子被还原，Cl－失电子被氧化，C正确；高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3生成Fe和CO2，D正确。
10.D　对比实验①和③可知，Cl－的存在可使Al溶解，实验①中加入NaCl固体，使铝片溶解，A正确；实验③的步骤Ⅰ中，溶液呈酱油色样的原因是Al与铜离子和氯离子反应：Al＋3Cu2＋＋6Cl－Al3＋＋3[CuCl2]－，B正确；对比实验①和③可知，Cl－的存在可使Al溶解，Cl－在实验Ⅲ中起催化与破坏保护膜的作用，根据元素守恒可知，无色气体为H2，C正确；氯化铜可以被还原为[CuCl2]－，进一步稀释得到氯化亚铜，则铜有可能与CuCl2溶液发生氧化还原反应，D错误。
11.C　A项，制印刷电路板时Cu与Fe3＋反应，离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，错误；B项，电解精炼铜时粗铜为阳极，粗铜中比Cu活泼的金属如Fe等先放电，Cu后放电，阳极反应式为Fe－2e－Fe2＋、Cu－2e－Cu2＋（主要）等，精铜为阴极，阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，错误；C项，生产粗铜时，Cu2S与O2高温反应可生成CuO和SO2，CuO可能与未反应的Cu2S高温反应生成Cu和SO2，可能的反应为Cu2S＋2CuO4Cu＋SO2↑，正确；D项，青铜器产生铜绿的过程：2Cu＋O2＋H2O＋CO2Cu2（OH）2CO3，错误。
12.（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率
（2）2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑
（3）2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O
（4）CuO
（5）取D溶液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，再加入含碘离子的溶液和淀粉溶液，溶液未变蓝，说明碘离子未被氧化
解析：（1）将废铜料“研磨”，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率。（2）“碱浸”时，Al和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑。（3）“酸溶”过程中，单质Cu和O2、H2SO4反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。（4）加入试剂X调节pH＝5.2，目的是使溶液中的Fe3＋全部转化为Fe（OH）3沉淀除去，为不引入新的杂质，试剂X可为CuO。（5）铜离子与硫离子在溶液中反应生成硫化铜沉淀，若先将溶液D中的铜离子全部转化为硫化铜沉淀，再加入含有碘离子的溶液就不可能有I2生成。因此该同学可设计实验方案为取D溶液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，再加入含有碘离子的溶液和淀粉溶液，溶液未变蓝，说明碘离子未被氧化。
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第15讲　铜　金属材料及金属冶炼
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解金属材料及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。 2.结合实例认识铜及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探究物质的性质，实现物质的转化。 3.结合实例认识金属性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。
考点一　铜及其重要化合物
必备知识
1.铜单质
（1）物理性质：铜是紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
（2）化学性质
反应物 化学方程式
非金属 单质 O2 常温下潮湿的空气中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （碱式碳酸铜，绿色）
在空气中加热：2Cu＋O22CuO（黑色固体）
Cl2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（棕黄色烟）
氧化性酸 浓硫酸
浓硝酸
稀硝酸
盐 AgNO3溶液
FeCl3溶液
2.氧化铜与氧化亚铜的比较
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 　　色 　　　　色
与酸反应（H＋）
与H2反应 H2＋CuOCu＋H2O H2＋Cu2O2Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑
3.氢氧化铜
（1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。
（2）化学性质及应用
反应①的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
反应②的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.两种铜盐
（1）碱式碳酸铜——Cu2（OH）2CO3（铜绿、孔雀石的主要成分）与盐酸反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）蓝矾（胆矾）——CuSO4·5H2O
蓝矾不稳定，易分解，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体，可用于检验水。
（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，用来杀灭侵染植物的病毒。
易错辨析
　（1）铁、铜在潮湿的空气中均易形成金属氧化物。（　　）
（2）Cu2O和CuO在稀硫酸中反应原理相同。（　　）
（3）清除铜制品表面的铜绿用稀硝酸。（　　）
（4）CuO是黑色固体，与水反应生成Cu（OH）2。（　　）
（5）无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。（　　）
（6）铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S。（　　）
关键能力
考向1　铜及化合物的“价—类”二维图
1.如图是铜及部分含铜粒子的价荷图。下列推断不合理的是（　　）
A.在酸性环境中，Cu变成a需要加氧化剂
B.Cu（OH转化成Cu（OH）2需要加碱
C.如果将高铜酸根离子（Cu）填入图中，应该填在b的位置
D.在酸性环境中，Cu2O可以歧化生成a和Cu
2.部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　）
A.a可与硫单质反应生成f
B.c可与水反应得到d
C.可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得b
D.可存在a→c→e→a的循环转化关系
区别红色物质Cu和Cu2O的方法是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；反应离子方程式为Cu2O＋2H＋Cu2＋＋Cu＋H2O。
考向2　工艺流程中的铜
3.（2025·山东泰安模拟）某种电镀污泥主要含有碲化亚铜（Cu2Te）、三氧化二铬以及少量的金，用于制取K2Cr2O7、金属铜和粗碲工艺流程如下：
　
已知：煅烧时Cu2Te被氧化为CuO和TeO2；最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2存在，在碱性介质中以存在；酸浸时TeO2转化为TeO2＋。下列说法错误的是（　　）
A.“煅烧”时，Cr2O3发生的反应为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2
B.滤液中加入KCl，通过适当的分离操作可得到K2Cr2O7
C.Te在元素周期表中与S同主族，TeO2＋既有氧化性又有还原性
D.“电解”后的溶液可用于“酸浸”
4.某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如图：
下列说法正确的是（　　）
A.焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2
B.焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.滤渣中主要含铁的氧化物
D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
考点二　金属材料与金属冶炼
必备知识
一、金属材料
1.合金
2.金属材料
（1）常见合金
（2）新型合金
新型储氢材料：Ti-Fe合金和La-Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
二、金属矿物的开发利用
1.金属冶炼的实质
金属的冶炼就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－M（M表示金属）。
2.金属活动性与冶炼方法的关系
（1）金属冶炼的方法（用化学方程式表示）
（2）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，如铬、锰、钨等；
b.金属焊接，如野外焊接钢轨等。
易错辨析
（1）合金的硬度一般大于它的成分金属，而熔点一般低于它的成分金属。（　　）
（2）铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等。（　　）
（3）铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业。（　　）
（4）炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂CO。（　　）
（5）将六水合氯化镁晶体在HCl气流下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁。（　　）
关键能力
考向1　合金与金属材料
1.（2025·湖南雅礼中学模拟）航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是（　　）
A.金属材料包括纯金属和它们的合金
B.合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低
C.铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能
D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域，如飞机发动机零件和火箭结构件
2.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中正确的是（　　）
A.此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高
B.此合金能全部溶解于稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D.此合金不能全部溶解于过量FeCl3溶液中
考向2　金属的冶炼
3.下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是（　　）
选项 金属 存在形式 冶炼方法
A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离
B 银 化合态 银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼
C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁
D 钠 化合态 钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼
4.（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
（1）冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。 （2）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。加入冰晶石（Na3AlF6）的目的是降低Al2O3的熔化温度。 （3）用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2025·新课标卷）硫酸铜具有杀菌作用，可用作饮用水消毒剂。（　　）
（2）（2025·安徽高考）氨水溶解Cu（OH）2：Cu（OH）2＋4NH3[Cu（NH3）4]（OH）2。（　　）
（3）（2025·黑吉辽蒙高考）空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中，黑色铜丝恢复光亮的紫红色：2CuO＋C2H5OHCH3CHO＋Cu2O＋H2O。（　　）
（4）（2025·浙江1月选考）硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，可用作飞机材料。（　　）
（5）（2024·浙江6月选考）部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到。（　　）
（6）（2024·广东高考）机械表中由钼、铬等元素组成的发条，其材质属于合金。（　　）
（7）（2024·湖南高考）《天工开物》记载用炉甘石（ZnCO3）火法炼锌：2ZnCO3＋C2Zn＋3CO2↑。（　　）
2.（2025·江苏高考11题）探究含铜化合物性质的实验如下：
步骤Ⅰ：取一定量5％ CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ：将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是（　　）
A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu（NH3）4]SO4
B.步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色（Cu2＋）＜c蓝色（Cu2＋）
C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu（NH3）4]2＋＋FeCu＋Fe2＋＋4NH3↑
3.（2024·山东高考14题改编）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。
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；倒掉溶液，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
4.（2024·吉林高考13题）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是（　　）
锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）：
离子 Zn2＋ Cu2＋ Cl－
浓度/（g·L－1） 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O22Cu2＋＋H2↑＋2H2O
C.“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－2CuCl
D.脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn
第15讲　铜　金属材料及金属冶炼
考点一
必备知识
1.（2）2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2（OH）2CO3　Cu＋Cl2CuCl2　Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O　Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　Cu＋2AgNO3Cu（NO3）2＋2Ag　Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2
2.黑　砖红　CuO＋2H＋Cu2＋＋H2O　Cu2O＋2H＋Cu2＋＋Cu＋H2O
3.（2）Cu（OH）2CuO＋H2O　Cu（OH）2＋2H＋Cu2＋＋2H2O
4.（1）Cu2（OH）2CO3＋4HCl2CuCl2＋CO2↑＋3H2O　（2）CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O
易错辨析
　（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）√
关键能力
1.B　a中Cu元素显＋2价，在酸性环境中，Cu变成a失电子，需要加氧化剂，A正确；由图可知，Cu（OH转化成Cu（OH）2需要加酸，B错误；Cu中铜元素显＋3价，整个离子带1个单位负电荷，应该填在b的位置，C正确；Cu2O中铜元素为＋1价，在酸性环境下可以发生歧化反应生成含＋2价铜的a和单质铜，D正确。
2.B　铜能与硫单质在加热的条件下反应得到硫化亚铜，A正确；CuO不能与H2O反应，B错误；新制的Cu（OH）2与葡萄糖溶液混合后加热可得Cu2O，C正确；Cu可以在O2中加热得到CuO，CuO溶于酸可得到Cu2＋，Cu2＋可被铁单质置换生成Cu，D正确。
3.B　由流程图可知，煅烧时，Cr2O3与Na2CO3、O2反应生成了Na2CrO4和CO2，化学方程式为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2，A正确；Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4，但得到的滤液中还含有Na2CO3，滤液需要酸化除去Na2CO3，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，再加入KCl，Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到K2Cr2O7，B错误；Te在元素周期表中与S同主族，均位于第ⅥA族，TeO2＋中Te的化合价为＋4价，Te元素化合价既可以上升，也可以下降，TeO2＋既有氧化性又有还原性，C正确；电解的溶液主要溶质为硫酸铜，电解时发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，生成的硫酸可返回酸浸工序循环使用，D正确。
4.B　焙烧过程中CuS发生的反应为2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由上述方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，A项错误；焙烧后的废气中含有SO2，能使酸性KMnO4溶液褪色，B项正确；调节溶液pH为3～4时，Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀而除去，因而滤渣中主要成分为Fe（OH）3，C项错误；将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会生成Cu（OH）2，无法得到CuCl2，应在HCl气流中加热失水才能制得CuCl2固体，D项错误。
考点二
必备知识
一、1.非金属　低　大
2.（1）组织结构　Cr　Ni　小　高　Cu、Zn
二、2.（1）MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑　2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　2HgO2Hg＋O2↑　（2）①Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
易错辨析
　（1）√　（2）×　（3）√　（4）√　（5）√
关键能力
1.C　铝和氧化铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱腐蚀，C错误。
2.B　合金的熔点比各成分金属的低，A错误； 此合金属于镁和铝的混合物，铝能与氢氧化钠溶液反应，但镁不能与氢氧化钠溶液反应，此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中，C错误；镁、铝的还原性均大于铁，则此合金能全部溶解于过量FeCl3溶液中，D错误。
3.D　钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得，但在实际生活中，在铁轨焊接等方面时，是用铝热反应来制取的。
4.D　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SO2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。
【真题演练】
1.（1）×　（2）√　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√　（7）×
2.B　步骤Ⅰ中 CuSO4溶液加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀，该沉淀为Cu（OH）2，A错误；Cu（OH）2与浓氨水反应生成[Cu（NH3）4]2＋，溶液呈深蓝色，Cu（OH）2与稀盐酸反应生成CuCl2，溶液呈蓝色，深蓝色溶液中Cu2＋主要与NH3形成[Cu（NH3）4]2＋，故步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色（Cu2＋）＜c蓝色（Cu2＋），B正确；步骤Ⅲ中无明显现象是由于深蓝色溶液中主要存在[Cu（NH3）4]2＋，配离子较稳定，很难与铁发生置换反应，C错误；步骤Ⅲ继续加入稀盐酸，振荡后静置，H＋与NH3反应生成N，促使配离子[Cu（NH3）4]2＋不断电离出Cu2＋，铁与Cu2＋发生置换生成Cu，铁与盐酸反应产生H2，总反应为[Cu（NH3）4]2＋＋2Fe＋6H＋Cu＋2Fe2＋＋H2↑＋4N，D错误。
3.C　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＋2HNO3Cu（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。
4.C　结合“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变并产生CuCl固体，可推断“脱氯”时Cu和Cu2＋发生归中反应并结合Cl－生成CuCl，离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－2CuCl，则“浸铜”时铜屑不能完全溶解，A错误，C正确；“浸铜”时Cu与H2O2在酸性条件下反应，离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2Cu2＋＋2H2O，B错误；脱氯液中含大量的Zn2＋，净化后电解，Zn2＋在阴极上得电子生成单质Zn，D错误。
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