高考化學一輪復習講練測第10講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（講）（原卷版+答案解析）

第10講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用

目錄

第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）

第二部分：知識點精準記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查銅及其化合物的性質(zhì)和應用

高頻考點2考查銅及其化合物的制備

高頻考點3考查合金的性質(zhì)及應用

高頻考點4考查金屬礦物的開發(fā)與利用

高頻考點5考查以金屬及其化合物化工生產(chǎn)為背景的工藝流程分析

正文

第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）

第二部分：知識點精準記憶

知識點一銅及其化合物

1.單質(zhì)銅

（1）物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。

（2）化學性質(zhì)

潮濕空

非金屬

CuCL

①生成銅綠的化學方程式：2Cu+O2+CO2+H2O=CU2（OH）2c。3唾色固體）。

②Cu和S反應的化學方程式：2CU+S/=CU2S。

③與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu+2H2so“濃)T=CUSO4+SO2T+2H2。。

+2+

④與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu+8H+2N0r=3Cu+2N0t+4H2Oo

⑤與濃硝酸反應的離子方程式：Cu+4H++2N0F=Cu2++2N02T+2H2。。

⑥與FeCb溶液反應的離子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+?

a.與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu+2H2so4(濃)&CUSO4+SO2T+2H2。；

+2+

b.與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu+8H+2NO?=3Cu+2NOt+4H2O0

④與鹽溶液反應(寫離子方程式)

a.與硝酸銀溶液：Cu+2Ag+^2Ag+Cu*

b.與FeCb溶液：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+0

2.氧化銅和氧化亞銅

名稱氧化銅氧化亞銅

顏色黑色磚紅色

+2++2+

與酸反應(H+)CuO+2H=CU+H2OCu2O+2H=CU+CU+H2O

與H2反應H7+CUO^CU+H2OH2+CU2O=2CU+H2。

IWJ溫

轉(zhuǎn)化關(guān)系

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

【注意】區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和Cu2O的方法：向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色

物質(zhì)為CU2。，否則為Cu。反應的化學方程式為C112O+H2sO4=CUSO4+CU+H2。。

3.氫氧化銅

(1)物理性質(zhì)：藍色不溶于水的固體。

(2)化學性質(zhì)及應用：

反應①的化學方程式：CU(OH)2=CUO+H2O；

+2+

反應②的離子方程式：CU(OH)2+2H=CU+2H2OO

4.銅鹽

(1)CU2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，其受熱分解的

化學方程式為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為藍色晶體，俗稱藍磯、膽磯，其受熱分解的化學方程式為CUSO4-5H2OACUSO4+5H2O,

藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuS04遇水變藍色(生成CUSO4SH2O),可作為水的檢驗依據(jù)。

(3)銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去.生理活性一，因此

人們利用這一性質(zhì)用膽研、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。銅鹽溶液有毒，主要是因

為CU2+作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質(zhì)

用膽研、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。

【特別提醒】⑴通常利用反應2CU+O2A2CUO除去某些混合氣體中的少量02。

(2)銅為變價金屬，與Cb反應生成CuCb,與S反應生成CU2S,由此可知氧化性:CL>S。

(3)Cu與稀硫酸不反應，但在通入。2的條件下,Cu可在稀硫酸中逐漸溶解:2CU+C)2+2H2so4==2CUSO4+2H2。。

(4)無水CuSCU只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。

5.銅的冶煉

(1)濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu?

(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：

800℃

2CuFeS2+4O2^=CU2S+3SO2+2FeO(爐渣)

1200℃

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

1200℃

2CU2O+CU2S^==6CU+SO2T

(3)電解精煉銅：粗銅中銅的含量為99.5%?99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精

煉可得到純度達99.95%?99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2+,

用純銅棒作陰極，Ci?+在陰極上得電子生成銅。

6.廢銅綜合利用常見化工流程

知識點二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

1.合金

(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。

①熔點：一般比它的各成分金屬的低；

②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。

【特別提醒】①構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含

金屬元素。合金一定是混合物。

②常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。

③合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同

于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學性質(zhì)。

2.常見金屬材料

(1)黑色金屬材料——鋼鐵

①鋼是用量最大、用途最廣的合金。

'［低碳鋼：韌性、焊接性好，強度低

碳素鋼《中碳鋼：強度高，韌性及加工性好

②鋼《

［高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好

、合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼

(2)有色金屬材料——銅和鋁

r性能：良好的延展性和導電性

鋁1

I用途：制導線

①車呂及鋁八金《

n'1性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉

I〔用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電子行業(yè)等

f［性能：良好的導電性和導熱性

銅

②銅及銅合金1〔用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè)

【銅合金：青銅是我國使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅

【特別提醒】合金的組成與性質(zhì)

(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合

金一定是混合物。

(2)常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。

(3)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同

于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學性質(zhì)。

3.金屬礦物的開發(fā)利用

(1)金屬在自然界中的存在

色誕)一在金屬化合物中，金屬元素都顯正價

運卷＞金、柏等極少數(shù)金屬

(2)金屬冶煉的實質(zhì)

金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：M"++〃e-=M(寫反應通式，用M表示金

屬)。

(3)金屬冶煉的一般步驟

富集o治煉O

I

利用氧化還原反應，用I

除去雜質(zhì)，提高礦石

還原劑把礦石中的金屬

中有用成分的含量

離子還原成單質(zhì)

（4）金屬冶煉的方法---金屬活動順序與金屬冶煉的關(guān)系

電解熱還原熱分解

尸▲-、,_______A._________A

---------金屬活動性逐漸減弱-------------?

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

電解1!△

NaCl（熔融）Fe2O3HgO

①熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學方程式：2HgO==2==2Hg+O2T；

由Ag2O冶煉Ag的化學方程式：2Ag2O==2==4Ag+O2j

②熱還原法：用還原劑（C、CO、H2、Al等）還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。

a.CO還原Fe3（D4：Fe3O4+4CO==^==3Fe+4CO2；

b.C還原ZnO：ZnO+C=g==Zn+COf；

c.壓還原WC>3：wo3+3H2=^==W+3H2OO

【注意】在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應中真正作還原劑的是CO。

③電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬（一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金屬）。

［甬由

工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學方程式分別為2NaCl（熔融）==%2Na+CbT、

通申通由

MgCb（熔融）^^=Mg+CbT、2Ahe4Al+3O2T。

（5）鋁熱反應

A1和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬

實驗原理

單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與AI2O3分離

鎂帶：為鋁熱反應的起始反

應提/高溫條件，作引發(fā)劑

/氯酸鉀：為鎂條繼

實驗

^續(xù)燃燒提供氧氣

零一氧化鐵和鋁粉

裝置

___的混合物

尸

實驗①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高

現(xiàn)象溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱，反應的化學方程式為2A1+

實驗

高溫

結(jié)論FezCh-------2Fe+AI2O3

原理①制取熔點較高、活潑性弱于A1的金屬銘、鎰、鴇等；②金屬焊接，如野外

應用焊接鋼軌等

【特別提醒】鋁熱反應的三個注意事項

①鋁熱反應是在高溫干態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應。

②鋁熱反應會放出大量的熱（這一特性常出現(xiàn)在推斷題中）。Mg條、KC103的作用是產(chǎn)生高溫，引發(fā)鋁熱反

應。

③鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等（要考慮冶煉成本）。

知識點三鎂海水提鎂

1.鎂的存在

自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中，海水中鎂的總儲量約為1.8x101%。

2.鎂的性質(zhì)

分別寫出鎂與①。2、②N2、③C12、④H+、⑤NH4cl溶液反應的化學方程式，是離子反應的寫離子方程式：

點燃

①2Mg+O2=^=2MgO；

八盧燃

②3Mg+N2^^Mg3N2；

占燃

③Mg+CL=^=MgC12；

+2+

@Mg+2H=Mg+H2T；

2+

⑤Mg+2NHJ=Mg+2NH3f+H2T。

3.鎂的提取

（1）從海水中提取鎂的流程

貝殼外CaO皿石灰乳田覆

海水或苦鹵-----LMg(OH)2過濾嗯》MgC2?6H2O

依?引自

MggHem

g熔融MgC12脫水(△)

(2)主要化學反應

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

④電解MgCL：MgCb(熔融)&=Mg+CLT。

4.鎂的重要化合物

+2+

氧化鎂堿性氧化物MgO+2H==Mg+H2O

+

氫氧化鎂中強堿Mg(OH)2+2H==Mg2++2H2。

難溶于水Mg2++2OH==Mg(OH)2i

溶解度小于碳酸鎂

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

熱穩(wěn)定性

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

由解

氯化鎂用于冶煉金屬鎂MgCb(熔融上Mg+Cl2T

知識點四工藝流程題的解讀

1.工藝流程題過程解讀

（1）讀流程圖

①箭頭：箭頭進入的是投料（反應物）、出去的是主產(chǎn)物或副產(chǎn)物（生成物）。

②三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。

（2）解題要點

①審題要點：a.了解生產(chǎn)目的、原料及產(chǎn)品；b.了解題目提供的信息；c.分析各步的反應條件、原理及物質(zhì)

成分；d.理解物質(zhì)分離、提純、條件控制等操作的目的及要點。

②答題切入點：a.原料及產(chǎn)品的分離提純，b.生產(chǎn)目的及反應原理；c.生產(chǎn)要求及反應條件；d.有關(guān)產(chǎn)率、產(chǎn)

量及組成的計算；e.綠色化學。

2.工藝流程題常見答題方向

工藝操作（結(jié)果）目的評價（或操作名稱）

研磨（粉碎）增大接觸面積，加快反應（溶解）速率

煨燒（焙燒）礦物分解、燃燒，轉(zhuǎn)化為易溶于酸、堿的物質(zhì)

方法措施水浸利用水溶性把物質(zhì)進行分離

利用物質(zhì)與酸（堿）反應除掉雜質(zhì)或把目標物質(zhì)轉(zhuǎn)化為

酸浸（堿浸）

可溶性離子

調(diào)節(jié)溶液pH某些金屬離子的沉淀，控制物質(zhì)的溶解

加快反應速率，促進平衡移動；物質(zhì)的溶解、析出、

控制溫度

揮發(fā)等

控制條件

增大某反應

增大另一反應物的轉(zhuǎn)化率（產(chǎn)率）

物用量

某種試劑的選擇是否帶入雜質(zhì)、是否影響產(chǎn)品的純度

分離提純不相溶液體分液

相溶性液體蒸儲

難溶性固體過濾

易溶性固體蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

趁熱過濾防止溫度降低，某物質(zhì)析出

冰水洗滌減少晶體的溶解損失

乙醇、有機

減少晶體的水溶性損失

溶劑洗滌

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查銅及其化合物的性質(zhì)和應用

【典例1】（2023?上海上海?模擬預測）焊接兩根漆包銅線（銅線表面有絕緣油漆）的操作是：①先把漆包銅線

放在火上灼燒，②立即在酒精中蘸一下，③然后焊接銅線頭。有關(guān)敘述正確的是

A.①中只有銅發(fā)生了氧化反應

B.②中的乙醇做溶劑

C.經(jīng)歷①②的變化后銅線的質(zhì)量不變

D.長期使用后的酒精會有香味

【變式訓練】（2023?廣東.模擬預測）廣東南華寺還存有北齊孝昭帝皇建元年（公元560年）的銅佛造像，下列

關(guān)于銅的電化學腐蝕與保護的說法正確的是

A.銅在潮濕空氣中易發(fā)生析氫腐蝕

B.銅在潮濕空氣發(fā)生化學腐蝕比發(fā)生電化學腐蝕更普遍

C.銅表面的銅綠的主要成分是CU2（OH）2c

D.用稀硝酸可以清洗銅佛造像表面的銅綠

高頻考點2考查銅及其化合物的制備

例2.（2023?山東聊城?二模）Cust）,是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法錯誤

的是

③△

A.Y可以是甲酸乙酯

B.利用途徑①制備24g硫酸銅，消耗的硝酸至少為Qlmol

C.Cu元素參與了3個氧化還原反應

D.途徑⑤中若n（O2）:n（Cu?O）=3:2,則X為SO?

【變式訓練】（2023?重慶?模擬預測）堿式氯化銅［CuaClb（OH）uxH2。］是一種重要的無機殺蟲劑，它的制備流

程如下，下列有關(guān)說法正確的是

稀鹽酸通空氣①少量Cu。石灰乳

銅粉—~.（?溶液］-?溶液2----------——>堿式氯化銅

f②過濾

少量FeCL

A.FeCb的作用是增強鹽酸的氧化性

B.加入少量CuO目的是為了除去Fe3+

C.石灰乳可用純堿代替

D.若制備Imol的CuCl2,理論上消耗11.2L空氣

高頻考點3考查合金的性質(zhì)及應用

例1.（2023?全國?高三專題練習）“嫦娥五號”中使用了大量合金。下列有關(guān)金屬或合金的說法中不正頓的是

A.生鐵屬于合金

B.一般合金的熔點比各成分金屬的低

C.合金的化學性質(zhì)與其成分金屬的化學性質(zhì)不同

D.改變原料的配比、生成合金的條件，可以得到具有不同性能的合金

【變式訓練】（2023?河北省衡水中學調(diào)研）國產(chǎn)大型客機C919首飛成功，即將量產(chǎn)。C919機身部分采用第

三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的認識不正確的是（）

A.鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質(zhì)

B.改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金

C.鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電導熱

D.鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同

高頻考點4考查金屬礦物的開發(fā)與利用

例2.（2023?河北唐山?一模）工業(yè)上利用無機礦物資源生產(chǎn)部分材料的流程示意圖如下（鋁土礦中含有

Al2o3,SiO2,Fe2O3）,下列說法正確的是

AI,O-^*AI

一的土礦除雜3

純裁、石英

一石灰石玻璃

物高溫

資一石英Si（粗Si

MflA.

OCu（由兒晝*Cu（精）

Cu,S2

源笈溫

I銅礦高溫

FcO+SO,+廢渣

A.鋁土礦制備Al的過程涉及的操作有過濾、蒸僧、灼燒、電解

B.石灰石、純堿、石英、玻璃都屬于鹽，都能與鹽酸反應

C.在制粗硅時，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2

D.黃銅礦（CuFeS?）與。2反應產(chǎn)生的C%S、S0?均是還原產(chǎn)物

【變式訓練】（2023?遼寧?模擬預測）氧化鋁是工業(yè)上電解制鋁的原料，工業(yè)上用鋁土礦（主要成分AI2O3,

還含有FezCh,SiCh等）為原料制取氧化鋁的流程如圖所示，下列說法錯誤的是

A.濾渣可用于煉鐵

B.實驗室可在蒸發(fā)皿中加熱分解氫氧化鋁

C.步驟①、②、③中均不涉及氧化還原反應

D.實驗室中進行過濾時，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒

高頻考點5考查以金屬及其化合物化工生產(chǎn)為背景的工藝流程分析

例5.（2023?課標全國III,26）某油脂廠廢棄的油脂加氫鍥催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有

少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎂制備硫酸鎂晶體（NiSO#7H2O）：

解液KH,SO.

|}"J"L］雒玳②［-J―~~—：］杓制川|_g-RM

artt務化劑T破發(fā)——A■--一轉(zhuǎn)化Lfli>H----------―一流?鏢晶體

I-IL-y-J?-------1|地緡一品

沙枝：D旗尚2微僮⑤

溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

開始沉淀時（c=0.01moLLT）的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(c=1.0xl(T5moi[T)的pH8.74.73.29.0

回答下列問題：

(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成

沉淀。寫出該反應的離子方程式______________o

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是。

(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是o若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即

NaOH溶液比。2溶液

濾渣③

“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為。

(4)利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的KsP=(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度

為1.0mol-L1,則“調(diào)pH”應控制的pH范圍是。

(5)硫酸鎮(zhèn)在強堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作保鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應的離子方

程式______________。

(6)將分離出硫酸保晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意義是o

【變式訓練】(2023?四川成都摸底測試)硫酸鋅是制造鋅領白和鋅鹽的主要原料，也可用作木材的防腐劑等。

用氧化鋅煙塵(主要成分為ZnO,還含有少量PbO、CuO、Fe2O3>FeO等)生產(chǎn)ZnSCUIH?。的流程如下：

過量稀酸NaClOZnO鋅粉

色-*酸浸-氧化除雜—*除雜f濾液一ZnSO「7Hq

濾渣1濾渣2濾渣3

有關(guān)金屬離子［c(M"+)=0.1moLLf形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:

金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cu2+

開始沉淀的pH1.56.36.24.7

沉淀完全的pH2.88.38.26.7

(1)“酸浸”時用的稀酸是;濾渣1的主要成分是o

(2)“氧化”時的離子方程式為;

加入ZnO除雜時溶液的pH控制范圍是?5,0。

(3)濾渣3含有鋅和；由濾液得到ZnSCU-7H2O的操作是、洗滌、干燥。

(4)取14.35gZnSO4-7H2O加熱至不同溫度，剩余固體的質(zhì)量如下表:

溫度/℃100250680930

質(zhì)量/g8.958.056.724.05

則680℃時剩余固體的化學式為(填序號)。

A.ZnOB.Zn3O(SC)4)2

C.ZnSO4D.ZnSO4H2。

第10講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用

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第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查銅及其化合物的性質(zhì)和應用

高頻考點2考查銅及其化合物的制備

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知識點一銅及其化合物

1.單質(zhì)銅

（1）物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。

（2）化學性質(zhì)

①生成銅綠的化學方程式：2Cu+02+CO2+H2O=CU2（OH）2co3（綠色固體）。

②Cu和S反應的化學方程式：2CU+S1=CU2S。

③與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu+2H2so4濃)T=CuSO4+SO2T+2H2。。

+2+

④與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu+8H+2N07=3CU+2N0$+4H2Oo

+2+

⑤與濃硝酸反應的離子方程式：Cu+4H+2NOr=Cu+2NO2?+2H2O0

⑥與FeCb溶液反應的離子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+o

a.與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu+2H2so“濃)ACuSO4+SO2T+2H2。；

b.與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NOT+4H2。。

④與鹽溶液反應(寫離子方程式)

a.與硝酸銀溶液：Cu+2Ag+^=2Ag+Cu2+；

b.與FeCb溶液：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+0

2.氧化銅和氧化亞銅

名稱氧化銅氧化亞銅

顏色黑色磚紅色

+2++2+

與酸反應但+)CUO+2H=CU+H2OCu2O+2H=CU+CU+H2O

與H2反應H?+CUOACU+H2OH2+CU2O=2CU+H2Q

高溫

轉(zhuǎn)化關(guān)系

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

【注意】區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和CU2。的方法：向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無色變成

藍色，則該紅色物質(zhì)為Cu2O,否則為Cu。反應的化學方程式為CU2O+H2SO4=CUSO4+

C11+H2OO

3.氫氧化銅

(1)物理性質(zhì)：藍色不溶于水的固體。

(2)化學性質(zhì)及應用：

反應①的化學方程式：Cu(OH)2faiCuO+H2O；

反應②的離子方程式：Cu(OH)2+2H+=CU2++2H2O=

4.銅鹽

(1)CU2(OH)2c03的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果,

其受熱分解的化學方程式為CU2(OH)2co3=2CuO+H2O+C02T。

Cu2(OH).C0,=^2CuO+CO,|+H；,O

:i

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

(2)CUSO4-5H2O為藍色晶體，俗稱藍磯、膽磯，其受熱分解的化學方程式為CUSO4-5H2O^

CUSO4+5H2O,藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuS04遇水變藍色(生成CUSO4-5H2。),

可作為水的檢驗依據(jù)。

(3)銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去一生

理活性，因此人們利用這一性質(zhì)用膽磯、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病

毒。銅鹽溶液有毒，主要是因為Cu2+作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性

失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽磯、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺

滅植物的病毒。

【特別提醒】(1)通常利用反應2CU+O242CUO除去某些混合氣體中的少量02。

⑵銅為變價金屬，與C12反應生成CuCL,與S反應生成CU2S,由此可知氧化性:Cb>S。

⑶Cu與稀硫酸不反應，但在通入02的條件下，Cu可在稀硫酸中逐漸溶

解:2Cu+Ch+2H2so4==2CUSO4+2H2。。

(4)無水CuS04只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。

5.銅的冶煉

(1)濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu?

(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：

800℃

2CuFeS2+4O2^==CU2S+3SO2+2FeO(爐渣)

1200℃

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

1200℃

2CU2。+CU2S^^==6CU+SO2T

(3)電解精煉銅：粗銅中銅的含量為99.5%?99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗

銅通過電解精煉可得到純度達99.95%?99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，

銅在陽極上失電子變?yōu)镃t?*,用純銅棒作陰極，C/+在陰極上得電子生成銅。

6.廢銅綜合利用常見化工流程

知識點二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

1.合金

(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物

質(zhì)。

(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。

①熔點：一般比它的各成分金屬的低；

②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。

【特別提醒】①構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，

合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。

②常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。

③合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在

許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成

分金屬的化學性質(zhì)。

2.常見金屬材料

(1)黑色金屬材料——鋼鐵

①鋼是用量最大、用途最廣的合金。

'［低碳鋼：韌性、焊接性好，強度低

碳素鋼《中碳鋼：強度高，韌性及加工性好

②鋼《

〔高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好

、合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼

(2)有色金屬材料——銅和鋁

①鋁及鋁合金

'J性能：良好的延展性和導電性

鋁1用途：制導線

［性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉

I〔用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電子行業(yè)等

f1性能：良好的導電性和導熱性

銅

②銅及銅合金1〔用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè)

【銅合金：青銅是我國使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅

【特別提醒】合金的組成與性質(zhì)

(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定

含金屬元素。合金一定是混合物。

(2)常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。

(3)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，

在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各

成分金屬的化學性質(zhì)。

3.金屬礦物的開發(fā)利用

(1)金屬在自然界中的存在

在金屬化合物中，金屬元素都顯正價

金、伯等極少數(shù)金屬

(2)金屬冶煉的實質(zhì)

金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即:M"++〃e—=M(寫反應通式,

用M表示金屬)。

(3)金屬冶煉的一般步驟

富集治煉一精煉

I一II

利用氧化還原反應，用用結(jié)

除去雜質(zhì)，提高礦石還原劑把礦石中的金屬2s

中有用成分的含量離子還原成單質(zhì)—

(4)金屬冶煉的方法——金屬活動順序與金屬冶煉的關(guān)系

電解熱還原熱分解

,-￡_______________A______〈人、

---------金屬活動性逐漸減弱-------------?

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

電解1惴品[△

NaCl(熔融)Fe2O3HgO

①熱分解法:適用于不活潑的金屬,如Hg和Ago由HgO冶煉Hg的化學方程式:2HgO=====

2Hg+ChT；由Ag2O冶煉Ag的化學方程式：2Ag2O==e==4Ag+O2b

②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。

a.CO還原Fe3C>4：Fe3O4+4CO=^=3Fe+4CO2；

b.C還原ZnO：ZnO+C=^=Zn+COf;

曰

c.H2還原W03：W03+3H2===W+3H2O?

【注意】在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應中真正作還原劑的是CO。

③電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬(一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金

屬)。

[甬由

工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學方程式分別為2NaCl(熔融”*=2Na+CbT、

通由通由

MgCb(熔融尸m=Mg+Cbf、2Al2O3g^^4Al+3O2T。

(5)鋁熱反應

A1和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬

實驗原理

單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與AI2O3分離

鎂帶：為鋁熱反應的起始反

應提/高溫條件，作引發(fā)劑

/氯酸鉀：為鎂條繼

實驗尸=”續(xù)燃燒提供氧氣

零一氧化鐵和鋁粉

裝置

—一的混合物

尸

實驗①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高

現(xiàn)象溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱，反應的化學方程式為2A1+

實驗

高溫

結(jié)論FezCh-------2Fe+AI2O3

原理①制取熔點較高、活潑性弱于A1的金屬銘、錦、鴇等；②金屬焊接，如野外

應用焊接鋼軌等

【特別提醒】鋁熱反應的三個注意事項

①鋁熱反應是在高溫干態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬

的氧化物反應。

②鋁熱反應會放出大量的熱（這一特性常出現(xiàn)在推斷題中）。Mg條、KC1O3的作用是產(chǎn)生高

溫，引發(fā)鋁熱反應。

③鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等（要考慮冶煉成本）。

知識點三鎂海水提鎂

1.鎂的存在

自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中，海水中鎂的總儲量約為1.8x10%。

2.鎂的性質(zhì)

分別寫出鎂與①02、②N2、③Cb、④H+、⑤NH4cl溶液反應的化學方程式，是離子反應的

寫離子方程式：

點燃

①2Mg+O2=^=2MgO；

…點燃

②3Mg+N2^^=Mg3N2；

占懶

③Mg+Cb^^MgCb;

@Mg+2H+=Mg2++H2T；

2+

⑤Mg+2NHt=Mg+2NH3f+叩。

3.鎂的提取

（1）從海水中提取鎂的流程

貝殼邀4CaO史石灰乳田跡、

海水或苦鹵----LMg(OH)戶濾.嫖MgCl2?6H2。

依?湎

Mg網(wǎng)MgCb,-I氣體

鳥熔融脫水(△)

(2)主要化學反應

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

④電解MgCb：MgCb(熔融)、%Mg+C12T。

4.鎂的重要化合物

+2+

氧化鎂堿性氧化物MgO+2H=Mg+H2O

+2+

中強堿Mg(OH)2+2H=Mg+2H2O

2+

難溶于水Mg+2OH^=Mg(OH)2；

氫氧化鎂

溶解度小于碳酸鎂

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

熱穩(wěn)定性Mg(OH)2^^-MgO+H2O

一，中解

氯化鎂用于冶煉金屬鎂MgCL（熔融）一一Mg+Cb?

知識點四工藝流程題的解讀

1.工藝流程題過程解讀

（1）讀流程圖

①箭頭：箭頭進入的是投料（反應物）、出去的是主產(chǎn)物或副產(chǎn)物（生成物）。

②三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。

（2）解題要點

①審題要點：a.了解生產(chǎn)目的、原料及產(chǎn)品；b.了解題目提供的信息；c.分析各步的反應條

件、原理及物質(zhì)成分；d.理解物質(zhì)分離、提純、條件控制等操作的目的及要點。

②答題切入點：a.原料及產(chǎn)品的分離提純，b.生產(chǎn)目的及反應原理；c.生產(chǎn)要求及反應條件;

d.有關(guān)產(chǎn)率、產(chǎn)量及組成的計算；e.綠色化學。

2.工藝流程題常見答題方向

工藝操作（結(jié)果）目的評價（或操作名稱）

研磨（粉碎）增大接觸面積，加快反應（溶解）速率

方法措施煨燒（焙燒）礦物分解、燃燒，轉(zhuǎn)化為易溶于酸、堿的物質(zhì)

水浸利用水溶性把物質(zhì)進行分離

利用物質(zhì)與酸（堿）反應除掉雜質(zhì)或把目標物質(zhì)轉(zhuǎn)化為

酸浸（堿浸）

可溶性離子

調(diào)節(jié)溶液pH某些金屬離子的沉淀，控制物質(zhì)的溶解

加快反應速率，促進平衡移動；物質(zhì)的溶解、析出、

控制溫度

揮發(fā)等

控制條件

增大某反應

增大另一反應物的轉(zhuǎn)化率（產(chǎn)率）

物用量

某種試劑的選擇是否帶入雜質(zhì)、是否影響產(chǎn)品的純度

不相溶液體分液

相溶性液體蒸儲

難溶性固體過濾

易溶性固體蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

分離提純

趁熱過濾防止溫度降低，某物質(zhì)析出

冰水洗滌減少晶體的溶解損失

乙醇、有機

減少晶體的水溶性損失

溶劑洗滌

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查銅及其化合物的性質(zhì)和應用

【典例1】（2023?上海上海?模擬預測）焊接兩根漆包銅線（銅線表面有絕緣油漆）的操作是：

①先把漆包銅線放在火上灼燒，②立即在酒精中蘸一下，③然后焊接