金属材料及金属矿物的开发利用（练习）（学生版）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第4讲金属材料及金属矿物的开发利用

oi模拟基础练

【题型一】铜及其重栗化合物

【题型二】金属材料及金属矿物的开发利用

02重难创新练

03真题实战练

4台甘工山4亡

题型一铜及其重要化合物

1.（2024•新疆乌鲁木齐•一模）中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法

正确的是

A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀

B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为CU2（OH）2c03

C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器

D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀

B.实验二的现象是铜丝不断减少，表面有银白色固体析出，无色溶液变为黄色

C.实验一烧杯②中发生的是置换反应

D.实验过程中存在不规范操作

4.（23-24高三上・江苏•开学考试）铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿（主要成分Cu2S）

高温

可以用于制铜，反应为Cu2s+O2-2CU+SC»2,制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2s与浓硝酸反应可得

CU（NO3）2=CU在O2存在下能与氨水反应生成[CU（NH3）4]2+。C112O加入到稀硫酸中，溶液变蓝色并有紫红色

固体产生，下列说法正确的是

A.电解精炼铜时阴极反应：Cu-2e-=Cu2+

A

B.Cu2s与浓硝酸反应Cu2s+6HNO3（浓）=2CU（NO3）2+2NO2T+H2ST+H2。

+2+

C.C112O溶于稀硫酸：CU2O+2H=CU+CU+H2O

D.Cu在O2存在下与氨水反应：2CU+8NH3+O2+4H+=2[CU（NH3）4]2++2H2。

5.（2024・广东汕头•二模）为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置

内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置（试管底部有孔

隙）。下列说法错误的是

=3CU(NO3),+2NOT+4H2O

B.实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B

C.该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止

D.实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A

6.（2024・湖南•二模）将含氧化铜的矿石与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于

A.电解冶炼法B.热还原法C.热分解法D.物理分离法

题型二金属材料及金属矿物的开发利用

7.（2024•浙江・三模）下列物质不能用作金属冶炼还原剂的是

A.CB.COC.H2D.S

8.（2024・河北张家口•三模）《天工开物》中记载了提炼金银的过程：“欲去银存金，则将其金打成薄片，

剪碎，每块以土泥裹涂，入坦烟中硼砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。”下列说法错误的是

A.金的密度比银大B.薄片的成分为金银合金

C.金银的延展性较好D.硼砂的作用是使银被氧化

9.（2024・安徽滁州•一模）“中国制造”、“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁

的说法正确的是

A.钢是纯净物，生铁是合金B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈

C.生铁的熔点比纯铁高D.生锈的钢铁制品没有回收价值

10.（2024・安徽池州•二模）今年是我国传统文化中的龙年。龙的图腾最早可追溯到距今约6400年的仰韶

文化，仰韶文化中的龙是由贝壳拼成的蚌壳龙；距今约5000年的红山文化中，有龙形玉器；现发行的龙年

纪念硬币有金、银、合金等多种规格。以下说法正确的是

A.蚌壳的主要成分是硫酸钙，可用来烧石灰

B.玉是含水的钙镁硅酸盐，硬度大，不怕摔

C.合金属于金属材料，熔点一般低于各组分

D.“真金不怕火来炼”，是指金的熔点很高

11.（2024•湖南岳阳•一模）化学在科技强国中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是

A.铝合金中硬铝密度小，强度高，常用于制造飞机外壳

B.二氧化硅广泛用于航天器太阳能电池板

C.液氧甲烷运载火箭中的甲烷是垃的衍生物

D.医用无纺布防护服中常用聚乙烯作原料，聚乙烯属于天然纤维

12.（2024・浙江绍兴•三模）回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者能耗仅为后者的3%-5%,下

列说法不正确的是

A.铝制饮料罐的回收再利用可以节约大量能源，缓解能源紧张的问题

B.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜

C.硬铝的硬度大但强度较小，不适合制造飞机的外壳

D.电解熔融AbCh时加入冰晶石，目的是降低AbCh的熔化温度

13.（2024•湖南•模拟预测）某课外小组为探究金属铜的还原性，进行如下实验：①将金属铜投入用HNO3酸

化的pH=1的L8mol•L-NaNOs溶液中，现象不明显②将金属铜投入用盐酸酸化的pH=1的0.6mol•L^FeCls

溶液中，铜粉溶解，溶液变为蓝绿色③将金属铜投入用HNO3酸化的pH=1的0.6mol•I/Fe（NO?h溶液中，

铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe（NOy+],无气泡生成。下列分析正确的是

A.①说明pH=l的HNC>3溶液不与铜粉反应

B.②证明氧化性Fe3+>Cu2+还原性Cu>Fe

C.③中Fe（NO）2+的生成速率一定小于NO；被还原的速率

D.在①中加入少量绿矶，铜粉可溶解，溶液变为深棕色

14.（2024・广西贵港•模拟预测）镁及其合金是用途很广的金属材料。从海水中获取镁的主要步骤如图所示:

下列说法错误的是

A.试剂①可以选用Ca（OH）2（或NaOH）,试剂②可以选用SOCl2

B.操作n是蒸发浓缩至有大量晶体析出、趁热过滤、洗涤、干燥

C.实验室熔融无水MgCb（熔点：712。（2）时需酒精喷灯、三脚架、泥三角、地堪和用竭钳等仪器

D.无水MgCl2电解生成镁的化学方程式为MgC"（熔融）堂Mg+Cl27

15.（2024・辽宁朝阳•二模）钛铁矿（FeTiCh）制取金属钛的流程如图所示（已知TiCb为无色液体，极易水解;

Ti3+的还原性强于Fe2+）

焦炭Cl2CO

FeTiO,—>氯化------------------------>Ti

Ar气氛中、800℃

FeCL

下列说法正确的是

A.钛铁矿（FeTiCh）中Ti的化合价是+3

B.氯化过程中反应2FeTiO3+6C+7Cl2'T2FeCb+6CO+2TiCl4

C.镁与TiCL置换时可以用氮气做保护气

D.制取金属钛时可以用Na与TiCk溶液反应

16.（2024•广西河池•二模）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是

过量Na2co3(aq)Na[Al(OH)4](aq)

娴与___J__----------冰晶石

(含HF)一*I吸血塔IT合施槽I―T过产I---------*(Na3AlF6)

滤液

A.不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料

B.吸收塔中发生的反应为2HF+Na2CO3=2NaF+H2O+CO2T

C.合成槽中发生的反应为6NaF+Na[Al（OH）1=Na3AlFA16J+4NaOH

D.冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂

17.（2024•山东聊城•三模）锦是生产各种合金的重要元素。工业上以含锦矿石（主要成分为MnCOs，还含

有铁钻、铜等的碳酸盐杂质）为原料生产金属镐的工艺流程如下：

氨水调

足量硫酸过量MnO?PH=4氨水调pH（NH4）2S

含镒矿石T浸Z[氧，I除，l]f[除，2）~f[学卜——Mn

滤渣1滤渣2滤渣3电解废液

25P时，部分物质的溶度积常数如下表所示。

物质Fe(OH)3CU(OH)2Mn(OH)2MnSCoS

%2.8x10+2.0*10-2。2.0x10-32.5x107。4.0x10-21

回答下列问题：

（1）用硫酸浸取含锈矿石时，提高浸取速率的方法有（写两种）。

（2）“氧化”步骤发生反应的离子方程式为。

（3）滤渣1的主要成分是—，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是—o

（4）当溶液中可溶组分浓度eV1.0义10-5moi.U时，可认为己除尽。“除杂2”步骤需要控制溶液的pH至少为

（已知lg2=0.3）。

（5）“除杂3”步骤所得溶液中c（Mn2+）=2.5moH?,则其pS[pS=-lgc仍）]的范围是。

（6）电解废液中还含有少量Mn"，向其中加入饱和NH4HCO3溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方

程式为»

18.（2024•黑龙江大庆•模拟预测）湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿（主

要成分为硫化锌，还含有铁、钻、铜、镉、铅等元素的杂质），获得较纯锌锭的工艺流程如图:

已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3,CO2O3、CdO

（1）铜原子的价层电子排布图为。

（2）“酸浸”中滤渣主要成分为。

（3）“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生此

现象的原因：o

（4）邛一蔡酚净化除钻”先是NaNCh把C02+氧化成c03+,并生成NO,C03+与有机物发生化学反应生成红

褐色稳定鳌合物沉淀。写出C02+被氧化的离子方程式：。

（5）纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn（合金相），同

时负极材料晶胞的组成变化如图所示。

OS2-。Zn2+•Zn2+或Li+

①充电过程中ZnS到LixZnyS的电极方程式为（x和y用具体数字表示）。

②若Li2s的晶胞参数为ann,则EF间的距离为_____nm。

19.（2024•黑龙江哈尔滨•二模）留（Ta）和银（Nb）为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。一

种以花岗伟晶岩型铝铝矿（主要成分为Si。?、Nb2O5,TazOs和少量的FeO、CaO、MgO等）为原料制取

留和盥的流程如图一：

“浸取”后的浸出液中含有HzTaF,、HNbF7两种二元强酸。

已知：①MIBK为甲基异丁基酮：

lt95

®Ksp（CaF2）=2.5xlO-,Ksp（MgF2）=6.4x1O-,Ksp（CaSO4）=7.1xWo

（1）加快“浸取”速率可采取的措施是O

（2）“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为（填化学式），“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发

出的HF还可能有（填化学式）。TazOs与氢氟酸反应的离子方程式为o

（3）“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定，（填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。

（4）用金属钠还原KzNbF7制取金属银的化学方程式为。

（5）铝形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图二所

示。诗写出As的配位数：o晶体的密度为g-cm-3（列出计算式，阿伏伽德罗常数的值为

20.（23-24高三上•黑龙江•期末）HDS废催化剂是石油精炼加氢脱硫工序中产生的危险固体废弃物，但又

富含铝、银等有价金属，是一种重要的二次资源。以下是工业从HDS中回收铝的工艺流程：

已知：①HDS废催化剂氧化焙烧转化成A1Q3、MOO3>Ni（MoO4）

②浸出渣的成分为AUO3和NiO,

3315

③Ksp[Al（OH）3]=1.0xW；Ksp[Ni（OH）2]=2.0xl0-

（1）该流程中使用的能提高碱浸出率的措施为，操作1为,此操作在化学实验室

中用到的玻璃仪器有：玻璃棒、、=

（2）结合下图，碱浸时选择的最佳质量浓度（wt%）为,最佳浸出温度为。

5

100

904

吧)A1

80浸

3

生70出

2率

率60

/

/(%)501/(%

40

300

102030405060

Na2c。3添加量（wt%）浸出温度（。（3）

SiNa2cO3添加量对Mo、Al浸出率的影响图2浸出温度对Mo、Al浸出率的影响

（3）Ni（MoC）4）碱浸时有NazMoO,、NaHCC^生成，该反应的离子方程式为。

（4）采用碳酸根型N263萃取铝的反应为：（R&N）2cC>3+Na2MoO4=（R4N）2MoO4+Na2CO3。参考有关文

献资料可知：一些阴离子被R4N+萃取的顺序为HCO]>MoO]>COj，则加入NHRCO3反萃取发生的化学

方程式为：=

反萃取后有机相为HCO；型，加入氢氧化钠处理可实现萃取剂再生。

（5）该流程中可循环利用的物质为

（6）MOO3经H?还原可得铝粉，涉及的金属冶炼方法为.

A.热分解法B.热还原法C.电解法

1.（2021•浙江卷）下列说法不正琥的是

A.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨

B.镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火

C.熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带

D.工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫

2.（2023•上海卷）战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器，青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器

的原因是

A.熔点低B.密度大C.硬度大D.不易被腐蚀

3.（2022•浙江卷）下列说法不亚确的是

A.镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件

B.还原铁粉可用作食品干燥剂

C.氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒

D.油脂是热值最高的营养物质

4.（2022•山东・高考真题）Cu.Se是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞（示意图）

A.每个Cu2rse晶胞中Q?+个数为x

B.每个Na?Se晶胞完全转化为C%一,Se晶胞，转移电子数为8

C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x

D.当NayC\一xSe转化为NaCuSe时，每转移（l-y）mol电子，产生（l-x）molCu原子

5.（2023•山东卷）一种制备C%。的工艺路线如图所示，反应n所得溶液pH在3〜4之间，反应HI需及时补

2

加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下，HAO3的电离平衡常数K