高考化学一轮复习讲练测第10讲金属材料及金属矿物的开发利用（讲）（原卷版+答案解析）

第10讲金属材料及金属矿物的开发利用

目录

第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

第三部分：典型例题剖析

高频考点1考查铜及其化合物的性质和应用

高频考点2考查铜及其化合物的制备

高频考点3考查合金的性质及应用

高频考点4考查金属矿物的开发与利用

高频考点5考查以金属及其化合物化工生产为背景的工艺流程分析

正文

第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

知识点一铜及其化合物

1.单质铜

（1）物理性质：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

潮湿空

非金属

CuCL

①生成铜绿的化学方程式：2Cu+O2+CO2+H2O=CU2（OH）2c。3唾色固体）。

②Cu和S反应的化学方程式：2CU+S/=CU2S。

③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2H2so“浓)T=CUSO4+SO2T+2H2。。

+2+

④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H+2N0r=3Cu+2N0t+4H2Oo

⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu+4H++2N0F=Cu2++2N02T+2H2。。

⑥与FeCb溶液反应的离子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+«

a.与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2H2so4(浓)&CUSO4+SO2T+2H2。；

+2+

b.与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H+2NO?=3Cu+2NOt+4H2O0

④与盐溶液反应(写离子方程式)

a.与硝酸银溶液：Cu+2Ag+^2Ag+Cu*

b.与FeCb溶液：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+0

2.氧化铜和氧化亚铜

名称氧化铜氧化亚铜

颜色黑色砖红色

+2++2+

与酸反应(H+)CuO+2H=CU+H2OCu2O+2H=CU+CU+H2O

与H2反应H7+CUO^CU+H2OH2+CU2O=2CU+H2。

IWJ温

转化关系

4CuO-------2CU2O+O2T

【注意】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CU2。，否则为Cu。反应的化学方程式为C112O+H2sO4=CUSO4+CU+H2。。

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：CU(OH)2=CUO+H2O；

+2+

反应②的离子方程式：CU(OH)2+2H=CU+2H2OO

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+H20+C02?。

△

Cu2(OH).CO,=^=2CuO+CO,f+HQ

CU2<OH>JCO,

稀HQO,

2

CU2(OH)JCO,+4H*^=2CU+COJ+3H.O

(2)CUSO4-5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矶、胆矶，其受热分解的化学方程式为CUSO4-5H2OACUSO4+5H2O,

蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuS04遇水变蓝色(生成CUSO4SH2O),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.生理活性一，因此

人们利用这一性质用胆研、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

用胆研、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

【特别提醒】⑴通常利用反应2CU+O2A2CUO除去某些混合气体中的少量02。

(2)铜为变价金属，与Cb反应生成CuCb,与S反应生成CU2S,由此可知氧化性:CL>S。

(3)Cu与稀硫酸不反应，但在通入。2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2CU+C)2+2H2so4==2CUSO4+2H2。。

(4)无水CuSCU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.铜的冶炼

(1)湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+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)：

800℃

2CuFeS2+4O2^=CU2S+3SO2+2FeO(炉渣)

1200℃

2Cu2s+3O2=^==2CU2O+2SO2

1200℃

2CU2O+CU2S^==6CU+SO2T

(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Cu2+,

用纯铜棒作阴极，Ci?+在阴极上得电子生成铜。

6.废铜综合利用常见化工流程

知识点二金属材料与金属矿物的开发利用

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)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。

【特别提醒】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。

2.常见金属材料

(1)黑色金属材料——钢铁

①钢是用量最大、用途最广的合金。

'［低碳钢：韧性、焊接性好，强度低

碳素钢《中碳钢：强度高，韧性及加工性好

②钢《

［高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好

、合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢

(2)有色金属材料——铜和铝

r性能：良好的延展性和导电性

铝1

I用途：制导线

①车吕及铝八金《

n'1性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉

I〔用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等

f［性能：良好的导电性和导热性

铜

②铜及铜合金1〔用途：主要用于电器和电子工业、建筑业

【铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜

【特别提醒】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。

3.金属矿物的开发利用

(1)金属在自然界中的存在

色诞)一在金属化合物中，金属元素都显正价

运卷＞金、柏等极少数金属

(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"++〃e-=M(写反应通式，用M表示金

属)。

(3)金属冶炼的一般步骤

富集o治炼O

I

利用氧化还原反应，用I

除去杂质，提高矿石

还原剂把矿石中的金属

中有用成分的含量

离子还原成单质

（4）金属冶炼的方法---金属活动顺序与金属冶炼的关系

电解热还原热分解

尸▲-、,_______A._________A

---------金属活动性逐渐减弱-------------►

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

电解1!△

NaCl（熔融）Fe2O3HgO

①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==2==2Hg+O2T；

由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2O==2==4Ag+O2j

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Fe3（D4：Fe3O4+4CO==^==3Fe+4CO2；

b.C还原ZnO：ZnO+C=g==Zn+COf；

c.压还原WC>3：wo3+3H2=^==W+3H2OO

【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）。

［甬由

工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl（熔融）==%2Na+CbT、

通申通由

MgCb（熔融）^^=Mg+CbT、2Ahe4Al+3O2T。

（5）铝热反应

A1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

实验原理

单质呈熔融态且易与AI2O3分离

镁带：为铝热反应的起始反

应提/高温条件，作引发剂

/氯酸钾：为镁条继

实验

^续燃烧提供氧气

零一氧化铁和铝粉

装置

___的混合物

尸

实验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

现象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

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2A1+

实验

高温

结论FezCh-------2Fe+AI2O3

原理①制取熔点较高、活泼性弱于A1的金属铭、镒、鸨等；②金属焊接，如野外

应用焊接钢轨等

【特别提醒】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、KC103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）。

知识点三镁海水提镁

1.镁的存在

自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8x101%。

2.镁的性质

分别写出镁与①。2、②N2、③C12、④H+、⑤NH4cl溶液反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：

点燃

①2Mg+O2=^=2MgO；

八卢燃

②3Mg+N2^^Mg3N2；

占燃

③Mg+CL=^=MgC12；

+2+

@Mg+2H=Mg+H2T；

2+

⑤Mg+2NHJ=Mg+2NH3f+H2T。

3.镁的提取

（1）从海水中提取镁的流程

贝壳外CaO皿石灰乳田覆

海水或苦卤-----LMg(OH)2过滤嗯》MgC2•6H2O

依•引自

MggHem

g熔融MgC12脱水(△)

(2)主要化学反应

①制石灰乳：CaCO3=^=CaO+CO2t，CaO+H2O=Ca(OH)2；

2+

②沉淀Mg2+：Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca；

HC1

③制备MgCh：Mg(OH)2+2HCl=MgCh+2H2O>MgC12-6H2O^=MgC12+6H2O；

④电解MgCL：MgCb(熔融)&=Mg+CLT。

4.镁的重要化合物

+2+

氧化镁碱性氧化物MgO+2H==Mg+H2O

+

氢氧化镁中强碱Mg(OH)2+2H==Mg2++2H2。

难溶于水Mg2++2OH==Mg(OH)2i

溶解度小于碳酸镁

MgCO3+H20-------Mg(OH)2+CO2t

热稳定性

Mg(OH)2-------MgO+H2O

由解

氯化镁用于冶炼金属镁MgCb(熔融上Mg+Cl2T

知识点四工艺流程题的解读

1.工艺流程题过程解读

（1）读流程图

①箭头：箭头进入的是投料（反应物）、出去的是主产物或副产物（生成物）。

②三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。

（2）解题要点

①审题要点：a.了解生产目的、原料及产品；b.了解题目提供的信息；c.分析各步的反应条件、原理及物质

成分；d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。

②答题切入点：a.原料及产品的分离提纯，b.生产目的及反应原理；c.生产要求及反应条件；d.有关产率、产

量及组成的计算；e.绿色化学。

2.工艺流程题常见答题方向

工艺操作（结果）目的评价（或操作名称）

研磨（粉碎）增大接触面积，加快反应（溶解）速率

煨烧（焙烧）矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质

方法措施水浸利用水溶性把物质进行分离

利用物质与酸（碱）反应除掉杂质或把目标物质转化为

酸浸（碱浸）

可溶性离子

调节溶液pH某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解

加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、

控制温度

挥发等

控制条件

增大某反应

增大另一反应物的转化率（产率）

物用量

某种试剂的选择是否带入杂质、是否影响产品的纯度

分离提纯不相溶液体分液

相溶性液体蒸储

难溶性固体过滤

易溶性固体蒸发浓缩、冷却结晶

趁热过滤防止温度降低，某物质析出

冰水洗涤减少晶体的溶解损失

乙醇、有机

减少晶体的水溶性损失

溶剂洗涤

第三部分：典型例题剖析

高频考点1考查铜及其化合物的性质和应用

【典例1】（2023・上海上海•模拟预测）焊接两根漆包铜线（铜线表面有绝缘油漆）的操作是：①先把漆包铜线

放在火上灼烧，②立即在酒精中蘸一下，③然后焊接铜线头。有关叙述正确的是

A.①中只有铜发生了氧化反应

B.②中的乙醇做溶剂

C.经历①②的变化后铜线的质量不变

D.长期使用后的酒精会有香味

【变式训练】（2023・广东.模拟预测）广东南华寺还存有北齐孝昭帝皇建元年（公元560年）的铜佛造像，下列

关于铜的电化学腐蚀与保护的说法正确的是

A.铜在潮湿空气中易发生析氢腐蚀

B.铜在潮湿空气发生化学腐蚀比发生电化学腐蚀更普遍

C.铜表面的铜绿的主要成分是CU2（OH）2c

D.用稀硝酸可以清洗铜佛造像表面的铜绿

高频考点2考查铜及其化合物的制备

例2.（2023・山东聊城•二模）Cust）,是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误

的是

③△

A.Y可以是甲酸乙酯

B.利用途径①制备24g硫酸铜，消耗的硝酸至少为Qlmol

C.Cu元素参与了3个氧化还原反应

D.途径⑤中若n（O2）:n（Cu?O）=3:2,则X为SO?

【变式训练】（2023•重庆•模拟预测）碱式氯化铜［CuaClb（OH）uxH2。］是一种重要的无机杀虫剂，它的制备流

程如下，下列有关说法正确的是

稀盐酸通空气①少量Cu。石灰乳

铜粉—~.（»溶液］-»溶液2----------——>碱式氯化铜

f②过滤

少量FeCL

A.FeCb的作用是增强盐酸的氧化性

B.加入少量CuO目的是为了除去Fe3+

C.石灰乳可用纯碱代替

D.若制备Imol的CuCl2,理论上消耗11.2L空气

高频考点3考查合金的性质及应用

例1.（2023・全国•高三专题练习）“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正顿的是

A.生铁属于合金

B.一般合金的熔点比各成分金属的低

C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同

D.改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金

【变式训练】（2023•河北省衡水中学调研）国产大型客机C919首飞成功，即将量产。C919机身部分采用第

三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是（）

A.铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质

B.改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金

C.铝锂合金具有金属光泽，可导电导热

D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同

高频考点4考查金属矿物的开发与利用

例2.（2023・河北唐山•一模）工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下（铝土矿中含有

Al2o3,SiO2,Fe2O3）,下列说法正确的是

AI,O-^*AI

一的土矿除杂3

纯裁、石英

一石灰石玻璃

物高温

资一石英Si（粗Si

MflA.

OCu（由儿昼*Cu（精）

Cu,S2

源笈温

I铜矿高温

FcO+SO,+废渣

A.铝土矿制备Al的过程涉及的操作有过滤、蒸僧、灼烧、电解

B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应

C.在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2

D.黄铜矿（CuFeS?）与。2反应产生的C%S、S0?均是还原产物

【变式训练】（2023•辽宁•模拟预测）氧化铝是工业上电解制铝的原料，工业上用铝土矿（主要成分AI2O3,

还含有FezCh,SiCh等）为原料制取氧化铝的流程如图所示，下列说法错误的是

A.滤渣可用于炼铁

B.实验室可在蒸发皿中加热分解氢氧化铝

C.步骤①、②、③中均不涉及氧化还原反应

D.实验室中进行过滤时，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒

高频考点5考查以金属及其化合物化工生产为背景的工艺流程分析

例5.（2023•课标全国III,26）某油脂厂废弃的油脂加氢锲催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有

少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镁制备硫酸镁晶体（NiSO#7H2O）：

解液KH,SO.

|}"J"L］雒玳②［-J―~~—：］杓制川|_g-RM

artt务化剂T破发——A■--一转化Lfli>H----------―一流®镖晶体

I-IL-y-J।-------1|地缗一品

沙枝：D旗尚2微僮⑤

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

开始沉淀时（c=0.01moLLT）的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(c=1.0xl(T5moi[T)的pH8.74.73.29.0

回答下列问题：

(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成

沉淀。写出该反应的离子方程式______________o

(2)“滤液②”中含有的金属离子是。

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是o若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即

NaOH溶液比。2溶液

滤渣③

“滤液③”中可能含有的杂质离子为。

(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的KsP=(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度

为1.0mol-L1,则“调pH”应控制的pH范围是。

(5)硫酸镇在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作保镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方

程式______________。

(6)将分离出硫酸保晶体后的母液收集、循环使用，其意义是o

【变式训练】(2023•四川成都摸底测试)硫酸锌是制造锌领白和锌盐的主要原料，也可用作木材的防腐剂等。

用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2O3>FeO等)生产ZnSCUIH?。的流程如下：

过量稀酸NaClOZnO锌粉

色-*酸浸-氧化除杂—*除杂f滤液一ZnSO「7Hq

滤渣1滤渣2滤渣3

有关金属离子［c(M"+)=0.1moLLf形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cu2+

开始沉淀的pH1.56.36.24.7

沉淀完全的pH2.88.38.26.7

(1)“酸浸”时用的稀酸是;滤渣1的主要成分是o

(2)“氧化”时的离子方程式为;

加入ZnO除杂时溶液的pH控制范围是〜5,0。

(3)滤渣3含有锌和；由滤液得到ZnSCU-7H2O的操作是、洗涤、干燥。

(4)取14.35gZnSO4-7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量如下表:

温度/℃100250680930

质量/g8.958.056.724.05

则680℃时剩余固体的化学式为(填序号)。

A.ZnOB.Zn3O(SC)4)2

C.ZnSO4D.ZnSO4H2。

第10讲金属材料及金属矿物的开发利用

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第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

第三部分：典型例题剖析

高频考点1考查铜及其化合物的性质和应用

高频考点2考查铜及其化合物的制备

高频考点3考查合金的性质及应用

高频考点4考查金属矿物的开发与利用

高频考点5考查以金属及其化合物化工生产为背景的工艺流程分析

正文

第一部分：网络构建（总览全局）

第二部分：知识点精准记忆

知识点一铜及其化合物

1.单质铜

（1）物理性质：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

①生成铜绿的化学方程式：2Cu+02+CO2+H2O=CU2（OH）2co3（绿色固体）。

②Cu和S反应的化学方程式：2CU+S1=CU2S。

③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2H2so4浓)T=CuSO4+SO2T+2H2。。

+2+

④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H+2N07=3CU+2N0$+4H2Oo

+2+

⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu+4H+2NOr=Cu+2NO2?+2H2O0

⑥与FeCb溶液反应的离子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+o

a.与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2H2so“浓)ACuSO4+SO2T+2H2。；

b.与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NOT+4H2。。

④与盐溶液反应(写离子方程式)

a.与硝酸银溶液：Cu+2Ag+^=2Ag+Cu2+；

b.与FeCb溶液：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+0

2.氧化铜和氧化亚铜

名称氧化铜氧化亚铜

颜色黑色砖红色

+2++2+

与酸反应但+)CUO+2H=CU+H2OCu2O+2H=CU+CU+H2O

与H2反应H?+CUOACU+H2OH2+CU2O=2CU+H2Q

高温

转化关系

4CuO-------2CU2O+02T

【注意】区别红色物质Cu和CU2。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+

C11+H2OO

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：Cu(OH)2faiCuO+H2O；

反应②的离子方程式：Cu(OH)2+2H+=CU2++2H2O=

4.铜盐

(1)CU2(OH)2c03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+H2O+C02T。

Cu2(OH).C0,=^2CuO+CO,|+H；,O

:i

CuJOH)ICO,+4H*=2Cu+COJ+3H.O

(2)CUSO4-5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矶、胆矶，其受热分解的化学方程式为CUSO4-5H2O^

CUSO4+5H2O,蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuS04遇水变蓝色(生成CUSO4-5H2。),

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，使蛋白质变性失去一生

理活性，因此人们利用这一性质用胆矶、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矶、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀

灭植物的病毒。

【特别提醒】(1)通常利用反应2CU+O242CUO除去某些混合气体中的少量02。

⑵铜为变价金属，与C12反应生成CuCL,与S反应生成CU2S,由此可知氧化性:Cb>S。

⑶Cu与稀硫酸不反应，但在通入02的条件下，Cu可在稀硫酸中逐渐溶

解:2Cu+Ch+2H2so4==2CUSO4+2H2。。

(4)无水CuS04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.铜的冶炼

(1)湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+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)：

800℃

2CuFeS2+4O2^==CU2S+3SO2+2FeO(炉渣)

1200℃

2Cu2s+3O2==2CU2O+2SO2

1200℃

2CU2。+CU2S^^==6CU+SO2T

(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Ct?*,用纯铜棒作阴极，C/+在阴极上得电子生成铜。

6.废铜综合利用常见化工流程

知识点二金属材料与金属矿物的开发利用

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)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。

【特别提醒】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。

2.常见金属材料

(1)黑色金属材料——钢铁

①钢是用量最大、用途最广的合金。

'［低碳钢：韧性、焊接性好，强度低

碳素钢《中碳钢：强度高，韧性及加工性好

②钢《

〔高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好

、合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢

(2)有色金属材料——铜和铝

①铝及铝合金

'J性能：良好的延展性和导电性

铝1用途：制导线

［性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉

I〔用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等

f1性能：良好的导电性和导热性

铜

②铜及铜合金1〔用途：主要用于电器和电子工业、建筑业

【铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜

【特别提醒】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。

3.金属矿物的开发利用

(1)金属在自然界中的存在

在金属化合物中，金属元素都显正价

金、伯等极少数金属

(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"++〃e—=M(写反应通式,

用M表示金属)。

(3)金属冶炼的一般步骤

富集治炼一精炼

I一II

利用氧化还原反应，用用结

除去杂质，提高矿石还原剂把矿石中的金属2s

中有用成分的含量离子还原成单质—

(4)金属冶炼的方法——金属活动顺序与金属冶炼的关系

电解热还原热分解

,-£_______________A______〈人、

---------金属活动性逐渐减弱-------------►

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

电解1惴品[△

NaCl(熔融)Fe2O3HgO

①热分解法:适用于不活泼的金属,如Hg和Ago由HgO冶炼Hg的化学方程式:2HgO=====

2Hg+ChT；由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2O==e==4Ag+O2b

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Fe3C>4：Fe3O4+4CO=^=3Fe+4CO2；

b.C还原ZnO：ZnO+C=^=Zn+COf;

曰

c.H2还原W03：W03+3H2===W+3H2O»

【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)。

[甬由

工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融”*=2Na+CbT、

通由通由

MgCb(熔融尸m=Mg+Cbf、2Al2O3g^^4Al+3O2T。

(5)铝热反应

A1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

实验原理

单质呈熔融态且易与AI2O3分离

镁带：为铝热反应的起始反

应提/高温条件，作引发剂

/氯酸钾：为镁条继

实验尸=”续燃烧提供氧气

零一氧化铁和铝粉

装置

—一的混合物

尸

实验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

现象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

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2A1+

实验

高温

结论FezCh-------2Fe+AI2O3

原理①制取熔点较高、活泼性弱于A1的金属铭、锦、鸨等；②金属焊接，如野外

应用焊接钢轨等

【特别提醒】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、KC1O3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）。

知识点三镁海水提镁

1.镁的存在

自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8x10%。

2.镁的性质

分别写出镁与①02、②N2、③Cb、④H+、⑤NH4cl溶液反应的化学方程式，是离子反应的

写离子方程式：

点燃

①2Mg+O2=^=2MgO；

…点燃

②3Mg+N2^^=Mg3N2；

占懒

③Mg+Cb^^MgCb;

@Mg+2H+=Mg2++H2T；

2+

⑤Mg+2NHt=Mg+2NH3f+叩。

3.镁的提取

（1）从海水中提取镁的流程

贝壳邀4CaO史石灰乳田迹、

海水或苦卤----LMg(OH)户滤.嫖MgCl2•6H2。

依•湎

Mg网MgCb,-I气体

鸟熔融脱水(△)

(2)主要化学反应

①制石灰乳：CaCO3=^CaO+CO2T>CaO+H2O=Ca(OH)2；

2+2+2+

②沉淀Mg：Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca；

HC1

③制备MgCh：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O>MgCl2-6H2O^^=MgCl2+6H2O；

④电解MgCb：MgCb(熔融)、%Mg+C12T。

4.镁的重要化合物

+2+

氧化镁碱性氧化物MgO+2H=Mg+H2O

+2+

中强碱Mg(OH)2+2H=Mg+2H2O

2+

难溶于水Mg+2OH^=Mg(OH)2；

氢氧化镁

溶解度小于碳酸镁

MgCO3+H2O-------Mg(OH)2+CO2T

热稳定性Mg(OH)2^^-MgO+H2O

一，中解

氯化镁用于冶炼金属镁MgCL（熔融）一一Mg+Cb?

知识点四工艺流程题的解读

1.工艺流程题过程解读

（1）读流程图

①箭头：箭头进入的是投料（反应物）、出去的是主产物或副产物（生成物）。

②三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。

（2）解题要点

①审题要点：a.了解生产目的、原料及产品；b.了解题目提供的信息；c.分析各步的反应条

件、原理及物质成分；d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。

②答题切入点：a.原料及产品的分离提纯，b.生产目的及反应原理；c.生产要求及反应条件;

d.有关产率、产量及组成的计算；e.绿色化学。

2.工艺流程题常见答题方向

工艺操作（结果）目的评价（或操作名称）

研磨（粉碎）增大接触面积，加快反应（溶解）速率

方法措施煨烧（焙烧）矿物分解、燃烧，转化为易溶于酸、碱的物质

水浸利用水溶性把物质进行分离

利用物质与酸（碱）反应除掉杂质或把目标物质转化为

酸浸（碱浸）

可溶性离子

调节溶液pH某些金属离子的沉淀，控制物质的溶解

加快反应速率，促进平衡移动；物质的溶解、析出、

控制温度

挥发等

控制条件

增大某反应

增大另一反应物的转化率（产率）

物用量

某种试剂的选择是否带入杂质、是否影响产品的纯度

不相溶液体分液

相溶性液体蒸储

难溶性固体过滤

易溶性固体蒸发浓缩、冷却结晶

分离提纯

趁热过滤防止温度降低，某物质析出

冰水洗涤减少晶体的溶解损失

乙醇、有机

减少晶体的水溶性损失

溶剂洗涤

第三部分：典型例题剖析

高频考点1考查铜及其化合物的性质和应用

【典例1】（2023・上海上海•模拟预测）焊接两根漆包铜线（铜线表面有绝缘油漆）的操作是：

①先把漆包铜线放在火上灼烧，②立即在酒精中蘸一下，③然后焊接