大单元二　第四章　第15讲　铜　金属材料　金属冶炼

202X铜金属材料金属冶炼单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。202X1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途。2.理解含铜重要化合物的制备原理及过程。3.了解金属冶炼的原理和方法。复习目标考点一

铜及其化合物考点二金属材料及金属冶炼课时精练练真题明考向内容索引01单击此处添加标题单击此处添加文本具体内容02单击此处添加标题单击此处添加文本具体内容><考点一01铜及其化合物1.熟记铜及其常见化合物的颜色物质颜色

物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色2.铜及其重要化合物的性质及应用(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：________________________________。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制的Cu(OH)2常用来检验

。(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验

。(5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu__________。2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3醛基H2O继续溶解(6)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为_______________________________________。(7)Cu＋的性质①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(

)2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀(

)3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(

)4.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4(

)5.过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成(

)×××√×一、铜及其化合物的性质和应用1.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√A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，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。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fB.c可与水反应得到dC.可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得bD.可存在a→c→e→a的循环转化关系√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。二、铜的重要化合物的制备3.氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，CuCl是一种白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，溶于浓盐酸，在潮湿空气中易水解和被氧化。某学习小组用工业废渣(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取氯化亚铜并同时生成电路板蚀刻液。其流程如下：回答下列问题：(1)固体A的成分为_____________；为提高固体A在盐酸中的溶解速率，可采取的措施有__________________________________________(写出1条即可)。(2)向混合液中加入氧化铜的作用是__________________________________________；用蚀刻液腐蚀铜制电路板的化学方程式为___________________________。Fe2O3、CuO

将固体A粉碎(或升高温度或增大盐酸浓度等)

调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2(3)在Na2SO3溶液中逐滴加入CuCl2溶液，再加入少量浓盐酸混合均匀，得到CuCl沉淀。该反应的离子方程式为________________________________________________。(4)CuCl沉淀的洗涤需要经过酸洗、水洗和醇洗。其中醇洗的作用是______________________________________________。2Cu2＋＋

有利于加快除去CuCl表面的水分，防止其水解氧化用工业废渣(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取CuCl并同时生成电路板蚀刻液，焙烧废渣，Cu2S生成CuO、SO2，SO2通入NaOH溶液得到Na2SO3溶液，固体A主要为CuO和Fe2O3。加入稀盐酸溶解得到FeCl3溶液和CuCl2溶液，加入CuO调节溶液pH使Fe3＋全部沉淀，过滤得到CuCl2溶液和Fe(OH)3沉淀，Na2SO3溶液和CuCl2溶液加入浓盐酸，抽滤得到CuCl沉淀，洗涤、干燥得到固体粉末，沉淀B是Fe(OH)3，溶于浓盐酸得到蚀刻液FeCl3溶液。返回><考点二02金属材料及金属冶炼1.金属材料分类铁铬2.合金低大3.金属冶炼的一般方法冶炼方法主要反应原理(举例)热分解法2HgO2Hg＋O2↑2Ag2O4Ag＋O2↑冶炼方法主要反应原理(举例)热还原法Fe2O3＋3CO__________(高炉炼铁)WO3＋3H2__________Fe2O3＋2Al__________电解法2Al2O3(熔融)__________MgCl2(熔融)__________2NaCl(熔融)__________2Fe＋3CO2W＋3H2O2Fe＋Al2O34Al＋3O2↑Mg＋Cl2↑2Na＋Cl2↑1.奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料(

)2.中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(

)3.青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑(2022·江苏，7C)(

)4.金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3(

)5.热还原法制取汞、银(

)6.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等(

)7.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁(

)8.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al(

)××√×√×√×一、金属冶炼方法的选择1.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是A.金属在自然界里存在的形式B.金属元素在地壳中的含量C.金属阳离子得电子的能力D.金属熔点的高低√不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法根据金属的活动性强弱确定，即根据金属阳离子得电子的能力确定，故C项正确。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。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④√(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；(Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。二、铜的冶炼3.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_______。CuFeS2＋3FeCl3===CuCl＋4FeCl2＋2SFe2O3FeCl2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)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)。Cu2＋[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(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1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为________。HCl和CuCl20.5mol由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1molCuFeS2溶解需要3molCuCl2，生成4molCuCl,4molCuCl最终歧化生成2molCu和2molCuCl2，此时还需要补充1molCuCl2。则生成1molCu需要补充0.5molCuCl2。(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有__________________________________________________。

会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可)高温需要消耗能量，生成SO2会污染大气。返回01练真题明考向1.(2021·湖北，2)“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是A.铜的金属活动性大于银B.通过揉搓可提供电解质溶液C.银丝可长时间保持光亮D.用铝丝代替银丝，铜也会变黑√123123根据金属活动性顺序表，铜的金属活动性大于银，A项正确；通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液(氯化钠等水溶液)，B项正确；银丝发生还原反应，氧化银转化为单质银，单质银活动性比铜弱，可长时间保持光亮，C项正确；铜的活动性比铝弱，氧化铝不能被铜还原为单质铝，因此铜不会变黑，D项错误。2.(2020·全国卷Ⅲ,7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是A.保存《千里江山图》需控制温度和湿度B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D.Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3√1233.(2022·海南，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。123原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污。回答问题：(1)步骤①的目的是__________________。除去原料表面的油污123在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成_____(填化学式)污染环境。SO2123步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为_________________________________。Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O123胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤。(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是__________________。胆矾晶体易溶于水123H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2。(5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是_____________________________________________。

溶液

C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解123I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色。ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果_______________________________________________________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。

取滤液D，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，静置后，向上层清液中再加入KI溶液，溶液不变色，I－不能被氧化返回02课时精练1.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.Cu2OC.Cu D.Cu2(OH)2CO3√1234567891011121314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。2.(2023·哈尔滨模拟)旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是A.硬度比铜的大B.熔点比铜的高C.容易被腐蚀D.通过外观颜色即可区分它和白银√合金的硬度大于其成分金属，A正确；合金的熔点低于其成分金属，B错误；合金的性能优于其成分金属，故合金的耐腐性更好，C错误；白铜、白银均为银白色，不能通过颜色区分，D错误。12345678910111213143.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腐蚀Cu刻制印刷电路板B.CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓C.用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OD.化学反应：CuO＋COCu＋CO2的实验现象为黑色固体变成红色固体√12345678910111213141234567891011121314在实际应用中可用FeCl3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；H2S难电离，CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，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。4.下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是A.铜单质具有延展性，可用作传输电流B.Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化反应C.Cu(OH)2具有氧化性，可用作检验醛基D.CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒√1234567891011121314铜单质具有导电性，可用作传输电流，A不符合题意；Cu2O的熔、沸点较高与其作催化剂无因果关系，B不符合题意；已知反应RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋RCOONa＋3H2O，反应中Cu(OH)2作氧化剂，具有氧化性，可用作检验醛基，C符合题意；CuSO4能使蛋白质变性，但CuSO4不可用于饮用水消毒，只能用于环境消毒，D不符合题意。12345678910111213141234567891011121314√“丹砂烧之成水银”指硫化汞加热生成汞，化学方程式正确，A不符合题意；“爆竹声中一岁除”涉及黑火药爆炸，化学方程式正确，B不符合题意；“炉火照天地，红星乱紫烟”描述的是古代冶炼场景，化学方程式错误，C符合题意；“曾青得铁则化为铜”指湿法炼铜，化学方程式正确，D不符合题意。12345678910111213146.人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)。下列说法正确的是A.金属越活泼，冶炼的年代一定越晚B.冶炼金属的历史：电解氯化物比电

解氧化物早C.自然界中铜元素以游离态形式存在，

故铜的冶炼年代最早D.金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料√1234567891011121314图中铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；金属氯化物的沸点一般比金属氧化物的低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；自然界中铜以化合态存在，故C错误。12345678910111213147.(2023·西安模拟)金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是1234567891011121314√1234567891011121314银是不活泼金属，一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag，故D错误。8.(2021·江苏，3)下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是A.用装置甲除去废铜屑表面的油污B.用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑C.用装置丙过滤得到CuSO4溶液D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O√1234567891011121314碳酸钠溶液呈碱性，在加热的条件下可以除去铜屑表面的油污，A正确；铜与双氧水、稀硫酸发生氧化还原反应得到硫酸铜，B正确；装置丙为过滤装置，过滤可以除去难溶杂质，得到硫酸铜溶液，C正确；用装置丁蒸干溶液得到硫酸铜固体，而不是CuSO4·5H2O，D错误。12345678910111213149.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√1234567891011121314A项，通常用CO还原法炼制铁，错误；B项，因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，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，错误；D项，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，正确。123456789101112131410.为研究废旧电池的再利用，实验室利用废旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高B.铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去

溶液中过量的氧气或H2O2C.与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋D.“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过

滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO√1234567891011121314“溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则过氧化氢会分解，故A正确；铜帽溶解后，溶液中存在过氧化氢，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2，防止后面消耗过多的锌粉，故B正确；固体溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，都可以与锌粉反应，故C正确；“过滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得到纯净的ZnO，故D错误。123456789101112131411.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是A.Cu2＋将H2O2还原为O2B.H2O2既表现氧化性又表现还原性C.Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂D.发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O√1234567891011121314硫酸铜与H2O2溶液首先发生反应产生氧化亚铜，铜元素的化合价降低，硫酸铜作氧化剂，则H2O2作还原剂被氧化成氧气，故A错误；开始过氧化氢被氧化成氧气表现还原性，继续滴加过氧化氢溶液后氧化亚铜转变成铜离子，则过氧化氢又表现氧化性，故B正确；整个过程中反应开始有铜离子，反应结束时还有铜离子，铜离子的量没有变化，符合催化剂的特点，故C正确；反应的第二阶段是过氧化氢与氧化亚铜反应产生铜离子的过程，根据价态变化，可知过氧化氢应被还原成水，根据化合价升降总数相等可得离子方程式：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，故D正确。123456789101112131412.氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、不溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示：已知：在水溶液中存在平衡：CuCl(s)＋2Cl－(aq)

[CuCl3]2－(aq)。下列说法错误的是A.“浸取”后所得浸取液可用来腐蚀铜制电路板B.加入浓盐酸的目的是为了实现CuCl的净化C.[CuCl3]2－中加水可使平衡CuCl(s)＋2Cl－(aq)

[CuCl3]2－(aq)逆向移动D.采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度√1234567891011121314“浸取”后所得浸取液含有FeCl2，FeCl2与Cu单质不能发生反应，因此不可用来腐蚀铜制电路板，A错误；加入浓盐酸后溶液中的c(Cl－)增大，CuCl(s)＋2Cl－(aq)

[CuCl3]2－(aq)正向移动，过滤除杂后加水稀释，平衡逆向移动，从而可得纯净的CuCl，故该操作的目的是为了实现CuCl的净化，B、C正确；乙醇沸点低易挥发，真空中无O2可防止CuCl被氧化，故采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度，D正确。123456789101112131413.铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。1234567891011121314请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是______________。(2)加热后试管中剩余的黑色物质是_____。(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是_____________，加热分解的化学方程式为__________________________________。(4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为_____________________。1234567891011121314Cu、H、O、CCuOCu2(OH)2CO3Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋(5)实验装置最后的干燥管的作用是