金属材料 专项训练-2025年高考化学一轮复习（新高考专用）

考点12金属材料

考情探究

1.3年真题考点分布

考点分布

年份卷区

铜及其化合物的性质合金及金属材料金属的冶炼综合应用

江苏V

广东V

山东V

2022

湖北V

海南V

福建V

湖北V

河北V

广东V

2021

辽宁V

江苏V

浙江V

海南V

2020

北京V

2.命题规律及备考策略

【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：

1.铜及其化合物的性质及应用

2.合金及金属材料

3.金属的冶炼

【备考策略】熟练掌握铜及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化

学反应原理、物质结构和性质之间的联系。关注生活中的合金，了解其应用。

【命题预测】高考对本部分内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼和提纯在日常生活、

生产中的应用为主，高考题型有选择题、实验题、化学工艺流程题等。尤其是以金属及其化合物化工生产为背景

的工艺流程题和综合实验题是考查的热点。

考点梳理

性能非氧化性酸

不反应

铁合金酸

氧化性酸.C/++非

铝合金常见金属材料-Si

铜的主"金属氧化物

铜合金

要性质

某些盐溶液.c/+

金属材

金属铜及其

料与金

一化合物

冶炼氧化铜+2+

属冶炼CuO+2H=CU+H2O

Mn++«e'=M实质2+

氧化亚铜CU2O+2H=CU+CU+H2O

铜的重‘氢氧化铜

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu.金属

I-电解法一心热还原法T•热分4其他』方法一要化合物一

.冶炼,

铜盐平蚂

解法方法

------------[CuSC)4

考法1铜及其重要化合物

1.铜的性质

(1)物理性质：铜是紫纽色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。

(2)化学性质

潮湿空气『氧化性箧不反应

CU(OH)CO酸

2230①

2氧化性酸2+非

CuO-一,非金属,Cu+

CuCl③金属氧化物

2W)某些盐

溶液3

①2Cu+O2+COz+H2O=Cu2KQH),2coa

③与氧化性酸反应

浓硝酸：Cu+4HN0a(浓)—=CU.<NQ3)2+2NO?4+2H?O

稀硝酸：3Cu+8HNO.i(稀)3

④与铁盐、银盐溶液反应

银盐溶■液：2Agic11上

铁盐溶液：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

2.氧化铜和氧化亚铜

名称氧化铜(CuO)氧化亚铜(012。)

颜色黑色砖红鱼

+2+

与酸反应(H+)CU2O+2H=CU+CU+H2O

与H2反应CU2O+H2^L2CU+H2O

转化关系4CuC遑^=2Cll2O+C)2t

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

②弱碱性加H+r——I

中\不稳定性(八.“、1尸------------tau

③弱氧化性.码西

反应①的化学方程式：Qi3HL^^CuQiHzQ。

反应②的离子方程式：Cu(OH)2+2H+=CU2++2H2。。

反应③的化学方程式：CH3cHO+2Cu(OH)2+NaOH-^.CH3COONa+Cu2OI+3H2O

4.铜盐

(1)碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。

①受热分解：QuAQIiL2GSh^^lGiiQiCQzJLillzQ

②与稀H2sO4反应x_£HxJjQWLiCQ3±4Hi^^2JCu?i±CChdL垃取□

(2)硫酸铜

①CuS04-5H2O俗称蓝矶、胆矶,为董色晶体

②CuSCU为宜色粉末

③CuSC)4•5H2。的不稳定性：CuSCk、，聂bQsAsCuSOUiS氏Q

④CuSC)4检验水的反应：CuSOUtSHzQ^^CuSOUJL5HaQ

(3)铜盐溶液有毒，主要是因CM+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

可将胆研、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

☆典例引领

【典例1】(2023•北京等级考)资料显示，L可以将Cu氧化为C/+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物

及铜元素的价态。已知：12易溶于KI溶液，发生反应12+「==13一(红棕色)；12和13一氧化性几乎相同。

I.将等体积的KI溶液加入到机mol铜粉和ranolL(n>/w)的固体混合物中，振荡。实验记录如下：

实验c(KI)实验现象

极少量L溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色

IO.Olmol•L-1

的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色

部分12溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的

II0.1mol•L1

铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色

L完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色

III4mol,L1

的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色

⑴初始阶段，cu被氧化的反应速率：实验I(填或“=")实验n。

(2)实验III所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[CU(H2O)412+(蓝色)或[CuL「(无色)，进行以

下实验探究：

步骤A.取实验m的深红棕色溶液，加入CCL，多次萃取、分液。

步骤B.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。

i.步骤a的目的是o

2++

ii.查阅资料，2CU+4F=2CUII+I2,[Cu(NH3)2](无色)容易被空气氧化。

用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：。

(3)结合实验III,推测实验I和n中的白色沉淀可能是Cui,实验I中铜被氧化的化学方程式是

0分别取实验I和II充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液,

(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是o

(4)上述实验结果，上仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了L能将Cu氧化为C/+。

装置如图所示，a、b分别是。

(5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被b氧化的产物中价态不同的原因：。

【解析】因L溶解度较小，Cu与b接触不充分，将转化为卜一可以提高Cu与13一的接触面积，提高反应速率。加入

CC14，力+广二士b—平衡逆向移动，12浓度减小，「浓度增加，[Cul2「浓度增加，加入氨水后转化为[Cu(NH3)

2]+,被氧化为[Cu(NH3)4产+,故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。(1)提高KI浓度，便于提高E一的浓度，

与cu接触更加充分，cu与卜一的反应速率加快，故实验I〈实验n。(2)加入CCL,-平衡逆向移动，

12浓度减小，丁浓度增加，其目的为：除去13一，防止干扰后续实验。加入氨水[Cul2「浓后转化为[Cu(NH3)21+，

+

无色的[Cu(NH3)2]+被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4产+,方程式为[Cul2〉+2NH3-H2O=[CU(NH3)21+2H2O+2I

+2+

一、4[Cu(NH3)2]+O2+8NH3•H2O=4[CU(NH3)41+6H2O+4OHo(3)结合实验III,推测实验I和H中的

白色沉淀可能是CuL实验I中铜被氧化的化学方程式是2Cu+L==2CuII或2Cu+KL=2CuII+KI；

2CU+L=2CUI3反应为可逆反应，加入浓KI溶液，L浓度减小，Cui转化为Cu和H故产生白色沉淀溶解，出现

红色固体的过程。(4)要验证L能将Cu氧化为Cu*需设计原电池负极材料为Cu,b为含mnolL的4moi•厂1的KI

溶液。

-

【答案】(1)<(2)i.除去I3，防止干扰后续实验;ii,[Cul2]+2NH3-H20=[Cu(NH3)2r+2H2。+21一、

+2+-

4[Cu(NH3)2]+O2+8NH3•H2O=4[CU(NH3)4]+6H2O+4OH

(3)2CU+I2=2CUII或2Cu+Kb=2CuII+KI；白色沉淀逐渐溶解；溶液变为无色铜与碘的反应为可逆反应(或

13一浓度小未能氧化全部的CU)

(4)铜、含“molL的4moi•1/1的KI溶液

(5)在实验I、实验II、实验III中Cu+可以进一步与「结合生成Cui沉淀或[CuL>，Cu+浓度减小使得Ci?+氧化

性增强，发生反应2Cu2++4「=2CuII+L和2Cu2++6「=2[CuL「+l2。

【拓展延伸】铜的易错知识点

(1)铜和氧气在常温下反应生成QigHUCQa，在加热条件下生成CuQ。

(2)单质铜可以除去某种气体中的氧气，也可以作乙醇催化氧化的催化剂。

(3)在普通条件下Cu不能从稀硫酸中置换出H2,但在通电条件下Cu能从稀硫酸中置换出H2。

(4)Cu和CL反应生成CuCb;铜和I2反应生成CuL

【典例2】(2023•山东选择考)一种制备Cuz。的工艺路线如图所示，反应H所得溶液pH在3~4之间，反应III需及

8

时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下，H2sCh的电离平衡常数心=1.23*10-2,/ca2=6.6xl0-o

下列说法正确的是()。

Cu,浓H2s0,MCOj溶液

反应i—1"气体i―*反应口―*气体n

调pH=Il

低温真空蒸发

「I」

反应川(―化合I物X-固液分离一溶液Y

Cu2O

A.反应I、II、III均为氧化还原反应

B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSCh被氧化

c.溶液Y可循环用于反应n所在操作单元吸收气体I

D.若CU2。产量不变，参与反应III的X与CuSC)4物质的量之比”(X)增大时,需补加NaOH的量减少

n(CuSO4)

【解析】选CD。反应1是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应n是so?和碳酸钠溶液反应，

生成NaHSCh、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应III是NazSCh和CuSC)4反应生成CU2。，是氧化还原反应，

故A错误；低温真空蒸发主要目的是防止Na2s03被氧化，而不是NaHSCh，故B错误；经分析溶液Y的成分是NazSCh

溶液，可循环用于反应H的操作单元吸收SO2气体(气体I),故C正确；制取CU2。总反应方程式是2CuSC)4+3Na2sCh

=Cu2O+2SO2t+3Na2so4,化合物X是指Na2so3，若CuzO产量不变，增大"(入)比,多的Na2s。3会消耗氢

n(CuSO4)

离子,用于控制pH,可减少NaOH的量，故D正确。

【拓展延伸】CU2。的制备

1.用炭粉在高温条件下还原CuO；2CuO+C邈C112O+COt

2.用葡萄糖还原新制的Cu(OH)2:

CH20H(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2-^->CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2OI+2H2O

3.电解法：2Cu+H2。曳匿Cu2(D+H2t

离子交换膜

4.用脱(N2HQ还原新制Cu(OH)2：4Cu(OH)2+N2H4^L2Cu2O+N2+6H2O

【典例3】(2022•海南省选择考)胆研(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、C11CO3、Cu(OH)2］制备胆矶。流程如下：

3液!「

阐与■洗.过滤加热浓缩1滤液D|

-H胆矶|

回答问题：

(1)步骤①的目的是。

(2)步骤②中，若仅用浓H2sCU溶解固体B,将生成(填化学式)污染环境。

(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为o

(4)经步骤④得到的胆帆，不能用水洗涤的主要原因是。

(5)实验证明，滤液D能将:T氧化为12。

i.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将「氧化为L，理由是。

ii.乙同学通过实验证实，只能是C/+将:F氧化为卜，写出乙同学的实验方案及结果(不要求写具体操作

过程)。

【解析】由流程中的信息可知，原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤，可以除去原料表面的油污；滤渣固体B与过量的

稀硫酸、双氧水反应，其中的CuO、CuCO3>Cu(OH)2均转化为CuSCU，溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合

液，加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矶。(1)原料表面含有少量的油污，Na2cCh溶液呈碱性，可以除去原

料表面的油污，因此，步骤①的目的是：除去原料表面的油污。(2)在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应

生成CuSCU、SO2和H2O,二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2sCU溶解固体B,将生成S02污染

环境。(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2so4，生成C11SO4和H2O,该反应的化学方程式为

CU+H2O2+H2SO4=CUSO4+2H2OO(4)胆研是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矶，不能用水洗

涤的主要原因是：胆研晶体易溶于水，用水洗涤会导致胆研的产率降低。(5)i.H2O2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「氧化为12,理由是：溶液

C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。ii.「氧化为12时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSCU和H2so4,

乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将:T氧化为12,较简单的方案是除去溶液中的Cu2+,然后再向其中加入含有「

的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Ci?+的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加

入Na2s将其转化为CuS沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D,向其中加入适量Na2s溶液，直至不再有

沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明「不能被除去Ct?+的溶液

氧化，故只能是Ci?+将：F氧化为L。

【答案】(1)除油污(2)S02(3)C11+H2O2+H2sO4-C11SO4+2H2O

(4)胆矶晶体易溶于水

(5)i.溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解

ii.取滤液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，再加入:F,不能被氧化

【拓展延伸】以铜为原料制备CuSC>4的方法

1.铜和浓硫酸反应：Cu+2H2sCU(浓)=^CuSO4+SO2t+2H2O»缺点：会生成大量的二氧化硫气体，污染大

气，且所用的酸的量比较多

2.铜丝-稀硫酸-空气法：2Cu+Ch42CuO；CuO+H2sO4AC11SO4+2H2O。优点：①节省能源；②不产生污

染大气的SO2；③提高H2s04的利用率。

3.铜丝-稀硫酸-H2O2法：CU+H2O2+H2sO4=CUSC)4+2H2O。优点：①节省能源；②不产生污染大气的SO2；③提

高H2SO4的利用率。

4.铜丝-硫酸-硝酸法：3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NOt+4H2O。缺点：反应产生污染性气体NO。

☆即时检测

1.(203：/屋二遂下列实验的前后，铜的质量一定发生变化的是()o

A.铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇

B.铜片放入酸化的硝酸钠溶液

C.铜和铁的混合物放入稀硝酸

D.铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电

【解析】选B。由于氧化铜能够和乙醇反应生成乙醛和铜，铜变成氧化铜，氧化铜又被还原成铜，最终铜质量没

有变化，故A错误；铜和稀硝酸反应生成了硝酸铜，质量一定减少，故B正确；由于铁还原性大于铜的，铁先参

加反应，若是铁足量，铜变化消耗，故C错误；铜、锌构成的原电池，锌是负极，铜是正极不消耗，故D错误。

H1

2.已知酸性条件下有如下反应：2Cu+-C/++CU。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或

Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实

验现象记录如下：

加入试剂实验现象

稀硫酸红色固体和蓝色静液

浓硫酸、加热无色气体

稀硝酸无亘气体和蓝后酒液

浓硝酸互棕色气体和绿色溶液

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()。

A.Cu

B.Cu2O

C.一定有Cu,可能有CU2O

D.一定有CU2O,可能有Cu

【解析】选D。氏还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu?。中的一种或两种，产物中加入稀H2sCU溶液变蓝并得

到红色固体，证明产物中含Cu2。，在酸性条件下2Cu+=Cu2++Cu,故不能证明产物中是否含有Cu。A项，产物中

不一定含有铜，错误；B项，产物中一定有CU2。，也可能有铜，错误；C项，产物中不一定有铜，一定有CU2。，

错误；D项，产物中一定有CU2。，可能有铜，正确。

3.(2023•张家口模拟)新制氢氧化铜存在平衡：Cu(OH)2+2OH-^^=[Cu(OH)4]?一(深蓝色)。某同学

进行下列实验：

下列说法不正确的是()。

A.①中出现蓝色沉淀

B.③中现象是Cu(OH)2+2OH[Cu(OH)J2—正向移动的结果

C.④中现象证明葡萄糖具有还原性

D.对比②和④可知Cu(OH)2氧化性强于[Cu(OH)4]2一

【解析】选D。CuSCU溶液与NaOH溶液反应可生成蓝色沉淀Cu(OH)2,A正确；新制Cu(OH)2存在平衡：Cu

(OH)2+2OIT[Cu(OH)4]2,加入NaOH,氢氧根离子的浓度增大，平衡正向移动，B正确；③中加

入葡萄糖溶液有砖红色的沉淀生成，说明葡萄糖中含有醛基，所以葡萄糖具有还原性，C正确；④中氧化葡萄糖

2

的是[Cu(OH)4]2,而②中未生成砖红色沉淀，可知氧化性：Cu(OH)2<[Cu(OH)4]",D错误。

考法2金属材料

]合金

(1)概念：是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金嬲生的物质。

(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都低；

②硬度和强度：一般比它的各成分金属都大。

2.常见的铁合金

属于黑色金属材料高碳钢

含碳

生铁L碳素钢中碳钢

铁合金不同

钢些蚯低碳钢

「合金钢，如不锈钢

是当今用量最大、用途最广的合金

典例引领

【典例4】(2022•江苏省选择考)我国古代就掌握了青铜(铜一锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的

青铜器；Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物

质性质与用途具有对应关系的是()。

A.石墨能导电，可用作润滑剂

B.单晶硅熔点高，可用作半导体材料

C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑

D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料

【解析】选C。石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，故A错误单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子

有关，与熔点高无关，故B错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，故C正

确；含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，故D错误。

【拓展延伸】

1.合金的组成和性质

偎百金“…施度:敏度药夫旃病鬲j

(1)成分金属与合金的物理性质相比有而改变，但合金市客成芬金庸的彳上学性质仍然不变。

(2)金属越活泼，一般发现或使用越晚。

2.常见合金的性能与用途

(1)铁合金：随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、

高韧性、耐腐蚀性等。

（2）铝合金：高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，并具有抗海水侵蚀、避磁性等特点。

（3）铜合金：锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。铝青铜耐腐蚀性好、强度高，可作弹簧材料。

（4）锌合金：流动性和耐腐蚀性较好，适用于压铸仪表，汽车零件外壳等。

（5）钛合金：是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业

部门中要大量应用钛合金。

【典例5】（温州市普通高中2023届高三第一次适应性考试）下列说法不正卿的是（）□

A.硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料

B.贮氢合金的发现和应用，开辟了氢气贮存、运输的新途径

C.“山东舰”上用于舰载机降落拦阻索的是一种特种钢缆，属于新型无机非金属材料

D.不锈钢是一种主要含Fe、Cr、Ni且不易生锈的合金钢

【解析】选C。硬铝是合金，合金的硬度比纯金属大，硬铝具有密度小，硬度大，抗腐蚀能力强，是制造飞机的

理想材料，故A正确；贮氢合金是高效、安全的储氢载体，其发现和应用，开辟了氢气贮存、运输的新途径，故

B正确；“山东舰”上用于舰载机降落拦阻索的是一种特种钢缆，属于金属材料，故C错误；不锈钢不易生锈，

主要含有铁、铭、银，和少量的碳，故D正确。

【拓展延伸】金属材料的易错点

1.纳米金属的表面积大，反应时接触面积大，反应剧烈，但是不能改变原金属的化学性质。

2.镁和铝在常温下能够被空气中的氧气氧化而在其表面形成致密的氧化膜可阻止金属进一步被氧化，所以镁和

铝具有良好的抗腐蚀性能。

3.合金中一定含有金属元素，可能含非金属元素。

4.合金的化学性质与成分金属相同，物理性质不同。

5.合金中各元素的化合价都是0价。

☆即时检测

1.明末3s装房通次出版的《天工开物》中记载了有关“五金”的内容：“……黄金美者，其值去黑铁（生铁）

一万六千倍，然使釜、鬻（xm）一种炊具）、斤（这里指菜刀、镰刀、锄头等）、斧不呈效于日用之间……懋迁

有无……”下列解释正确的是（）。

A.明代使用的釜、簿一类的炊具都属于青铜合金

B.添加了铭、镁的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养，也不会生锈

C.金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段

D.生铁在空气中发生的腐蚀主要是化学腐蚀

【解析】选C。明代使用的釜、鬻一类的炊具都属于铁合金，故A错误；不锈钢制作就是在普通钢中添加铝、锲

等元素改变了钢铁的内部结构，不锈钢不容易生锈；家里用的农具是铁合金，如果没及时洗干净后晾干，铁能与

氧气、水同时接触，发生电化学腐蚀，容易生锈，故B错误；金属可以用来铸成钱币作为贸易交往中的流通手段,

故C正确；生铁的腐蚀主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D错误。

2.国产大型客机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

【解析】选D。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度大于其成分金属，故A正确；合金的性质与成分的

含量有关，所以改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，故B正确；铝锂合金具有金属材料的一些通性,

有金属光泽，可导电导热，故C正确；合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度大于其成分金属，所以铝锂

合金的性质与各成分金属的性质不完全相同，故D错误。

3.JerryWoodall教授经研究发现，含有95%的铝和5%的钱、锢及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，由

于整个反应中，只消耗铝，而反应生成的AI2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，

这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法不正确的是（）=

A.铝作为燃料，有资源丰富的优势

B.组成合金的几种金属元素都位于周期表第IIIA族

C.合金与水反应的总反应式为：2A1+3H2O=AbO3+3H2t

D.合金中的钱、锢及锡对铝与水的反应起到催化作用

【解析】选B。铝是地壳中含有最多的金属，所以铝作为燃料，有资源丰富的优势，故A正确；铝、钱、锢是周

期表第IIIA族元素，锡是周期表第WA族元素，故B错误；整个反应中，只消耗铝，而反应生成的AI2O3,则反应

的方程式为2A1+3H2O=A12O3+3H2t,故C正确；由钱、锢及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，且只

有铝反应进行，则合金中的钱、锢及锡对铝与水的反应起到催化作用，故D正确。

考法3金属冶炼

1.金属冶炼的实质

(1)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。

(2)即：Mn++〃e-=M(写反应通式，用M表示金属)。

2.金属冶炼的方法

电解还原热@原热分解

'’金属活的性逐渐减次-----——匚二

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

电解|co|高温]△

NaCl(熔融)Fe2O3HgO

典例引领

【典例6】(2022•山东省等级考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的

杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。

硫酸溶液，高压NH3高压H?

硫化铜精矿一>浸取-*中和调pH一过滤一>还原->过滤fCu

丁

固体X

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀pH1.94.26.2

沉淀完全pH3.26.78.2

下列说法错误的是()。

A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn

B.浸取时，增大02压强可促进金属离子浸出

C.中和调pH的范围为3.2~4.2

D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成

【解析】选D。CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压。2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产生为CuSCU、S、

H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而C/+、Zi?+仍以离子形式存

在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压H2,根据元

素活动性：Zn>H>Cu,C/+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Z/+仍然以离子形式存在于溶液中，再经

一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn,A正确；CuS难溶

于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)=^Cn2+(aq)+S2-(aq),增大O2的浓度，可以反应消耗S?，

使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；根据流程图可知：用NH3

调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而C/+、+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知

中和时应该调节溶液pH范围为3.2〜4.2,C正确；在用H2还原Ci?+变为Cu单质时，出失去电子被氧化为H+,与溶

液中OH一结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，因此不利于

Cu的生成，D错误。

【拓展延伸】金属的冶炼方法

1.冶炼方法

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu

一电解法一一H懿一五篇十「行

(1)电解法：冶炼金属活泼性很强的金属(如K、Ca、Na、Mg、Al等)

①2NaCl(熔融)例_2Na+Cbt

②MgCb(熔融).Sfi-Mg+Cht

③2Al2O3(熔融)皿4Al+302t

(2)热还原法：用生原剂(C、CO、H2、Al、Na等)还原金属活泼性介于Zn~Cu之间的金属化合物。

①Fe2O3+3Cp堇选2Fe+3cCh

②2CuO+C^^2Cu+CCht

③WC)3+3H2萼=W+3H2O

④TiCL+4Na=^Ti+4NaCl

⑤Cr2C>3+2Al堇造2Cr+AbO3

(3)热分解法：用于冶炼不活泼金属Hg、Ago

①2HgO42Hg+C>2t②2Ag20A4Ag+O2t

2.注意问题

850P

(1)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如Na+KCl---------Kt+NaCl、

7OO~8OO°C

2RbCl+MgMgCL+2Rbt等,在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应

体系，使化学反应得以向正反应方向进行。

(2)活泼金属用电解法冶炼时，不能用其化合物的水溶液进行电解。

【典例7】工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS?)冶炼铜的主要流程如下：

石英砂石英砂»^体A

黄I焙烧泳的I焙烧泡铜A1粗电解，精

铜*冰铜―----

1----------♦»(Cu2O、Cu)高温铜精炼铜

即\(wCuS-nFeS)\

2匚熔渣B

空气空气

(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。

a.浓H2so4b.稀HNO3c.NaOH溶液d.氨水

(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_________(填离

子符号)，检验溶液中还存在Fe2+的方法是«

(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为o

(4)取一定量的泡铜，加入1L0.6moi/LHNCh溶液恰好完全溶解，同时放出2240mLNO气体(标准状况)，另

取等量的泡铜，用足量的H2还原，得到的铜的质量为go

【解析】(1)由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生

新的污染气体，浓H2s04不能吸收二氧化硫，故a错误；稀HN03可以吸收二氧化硫，但生成N0污染大气，故

b错误；NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故c正确；氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸镂，故d正确；

(2)用稀H2s04浸泡熔渣B,取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe3+；Fe?+具有还原性，

可以利用KMnCU溶液检验，取少量溶液，滴加KMnCU溶液，KMnCU漫液紫色褪去；(3)由流程图转化可知，

CU2。与A1反应置换反应生成AI2O3与Cu,反应方程式为3CU2O+2A1遮AI2O3+6CU；(4)取一定量的泡铜，

加入1L0.6moi/LHNCh溶液恰好完全溶解，同时放出2240mLNO气体(标准状况)即O.lmol,所得溶液的溶质

为Cu(NO3)2，根据氮元素守恒可知，溶液中NC>3一的物质的量为0.6mol-0.1mol=0.5mol,所以溶液中Ci?+

的质量为;x0.5x64g=16g,所以另取等量的泡铜，用足量的H2还原，得到的铜的质量也应为16g。

【答案】(1)cd［2)Fe3+取少量溶液，滴加KMnCU溶液，KM11O4溶液紫色褪去

(3)3CU2O+2A1箕选AI2O3+6CU；(4)16g

【拓展延伸】铜的冶炼

1.铜的冶炼“两方法”

(1)湿法炼铜：Fe+CuS04=FeS04+Cuo

(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：

2CuFeS2+4O2JQQ2=Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)

1200V：

2CU2S+3O22CU2O+2SO2

2CU2O+CU2s1200S6CU+SO2t

粗铜中铜的含量为99.5%〜99.7%,主要含有人8，!116、人11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做阳极，失电子变为C/+,用纯铜棒做阴极即可得精铜。

2.用含铜废料制取纯净含铜物质的一般流程

游铜/废铜屑［含CU2(OH)2c03、CU2S、铁的氧化物等］

［废电路板(含有机高分子材料)

「气体力口CuO或

________溶液氧化剂，溶液Cu(OH)2调PH

酸溶解(H2o2)依侬除Fe3+等

匚不溶固体

铜盐晶体

CUO-^-CU(OH)2

纯铜遂邃粗铜

【易错提醒】(1)制得的铜盐晶体由“酸溶解”时加入的酸决定，若使用硫酸溶解，则制得硫酸铜晶