2026年高考化学一轮复习PPT课件 第14讲 铜　金属材料　金属冶炼

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1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点二　金属材料及金属冶炼
1.熟记铜及其常见化合物的颜色
会产生污染性气体SO2
且H2SO4的利用率低
设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。提示：向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。
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(　　)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(　　)
考向1 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HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
2.(2024·湖南长沙一模)部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是A.a、d均易溶于水B.b既有氧化性又有还原性C.加热条件下f与单质硫反应生成dD.向固体c中通入H2S气体生成e
a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。a为CuO，d为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，故A错误；b为Cu2O，Cu的化合价为＋1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故B正确；Cu与硫加热时生成Cu2S，故C错误；向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS和水，故D错误。
考向2 铜及其化合物的实验探究3. [探究一]　硫酸铜可应用于电镀、颜料、医药、农药等方面。下图是探究铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的实验装置图：
在实验中，将铜丝下端卷成螺旋状能增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率；
回答下列问题：(1)将铜丝下端卷成螺旋状的理由是__________________________________　　　。
增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应
(2)用化学方程式表示氢氧化钠溶液的作用是__________________________　　　　　　　　　　 　 。
(3)装置A中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　 。
(4)装置B和装置C分别验证了二氧化硫的　　　性、　　　性。
装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，可证明二氧化硫具有还原性，装置C中硫化氢溶液变浑浊，可证明二氧化硫具有氧化性；
[探究二]　某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。(5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是　　　　　　。
乙中反应的速率比甲中的快，原因是硝酸浓度大；
(6)针对乙中溶液呈绿色的原因，提出假设：假设1：Cu2＋的浓度较大所致；假设2：溶解了生成的NO2。
取一份于题图所示装置中，向上拉动活塞a，减小试管中的压强，试管内液面上方出现红棕色气体，证实乙中溶解了NO2；
探究如下：取乙中绿色溶液，分为两等份。①取一份于如图所示装置中，向上拉动活塞a，_____________________________ (填现象)，证实乙中溶解了NO2。
试管内液面上方出现红棕色气体
②向另一份溶液加入CuO，若溶液颜色变为　　　 ，则证实假设1不成立，假设2成立。
若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO，物质溶解，使溶液中Cu2＋浓度增大，若溶液变为蓝色，证实假设1不成立，假设2成立。
1.金属材料分类2.合金
3.金属冶炼的一般方法
(1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。提示：K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。(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。写出它们的冶炼对应方法。提示：(Ⅰ)－①　(Ⅱ)－③　(Ⅲ)－③　(Ⅳ)－④
1.(2022·江苏卷)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑 (　　)2.金属钠的冶炼通过电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也通过电解熔融的AlCl3 (　　)3.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等 (　　)4.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 (　　)5.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al (　　)
1.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是A.用焦炭热还原SnO2可得到SnB.用H2还原Fe2O3可得到FeC.Cu2S与过量O2共热产物中只含CuD.Ag2O直接热分解可得到Ag
根据金属活动性顺序可知，可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活动性顺序可知，可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。
(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　　　　 。
FeCl2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)。
[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1 ml Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为　　　　。
由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 ml CuFeS2溶解需要3 ml CuCl2，生成4 ml CuCl，4 ml CuCl最终歧化生成2 ml Cu和2 ml CuCl2，此时还需要补充1 ml CuCl2。则生成1 ml Cu需要补充0.5 ml CuCl2。
气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可)
高温耗能更高，生成SO2会污染大气。
2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是A.洛阳纸贵B.聚沙成塔C.金戈铁马D.甘之若饴
纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是硅酸盐，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。
3.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu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.可存在c→d→e的转化B.能与H2O反应生成c的物质只有bC.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基D.若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键
由题图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。由分析可知，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化，A合理；钠和氧化钠(过氧化钠)与H2O反应都能生成氢氧化钠，B不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C合理；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D合理。
1.我国出土的后母戊鼎，经测定，其成分为铜84.77％、锡11.64％、铅2.79％。后母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。下列有关说法正确的是A.融化该鼎所需温度比纯铜的高B.该鼎在足量稀硫酸中将化为乌有C.该鼎在干燥、无氧环境中不生锈D.鼎表面生成的铜绿成分主要是CuO
该金属是合金，合金熔点低于其成分金属，A错误；铜在金属活动顺序表中位于H后，则铜不与稀硫酸反应，B错误；铜生锈的原理是和水、二氧化碳反应，则没有水的时候，铜不会生锈，C正确；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，D错误。
2.(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)2CO3C.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
铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，故B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，故C错误；铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜作正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误。
3.(2024·福建高三阶段练习)“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是A.基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态B.青铜的熔点低于纯铜C.青铜器中锡、铅对铜有保护作用D.可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈
Cu的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s轨道，核外电子有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种空间运动状态，故A正确；合金的熔点低于其组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，故B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb形成原电池且Sn、Pb为负极，达成“牺牲阳极法”，故C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀铜器，不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈，故D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.含有铜的铝合金熔点高，可用于制造高导电率导线B.Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化剂C.CuSO4能使蛋白质变性，可用作游泳池消毒剂D.Cu(OH)2呈碱性，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
A项，含铜的铝合金具有良好的导电性，可用于制造高导电率导线，与其熔点无关，错误；B项，Cu2O能催化某些反应的发生，可用作催化剂，与其熔、沸点无关，错误；D项，新制Cu(OH)2具有氧化性，能与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖，错误。
5.下列关于Cu及其化合物的说法正确的是A.向CuSO4溶液中通入H2S气体，溶液的酸性增强，说明H2S的酸性大于H2SO4B.电解法精炼铜时，阴极析出的铜的质量与电路中通过的电子没有确定关系C.向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀D.铜在潮湿空气中长时间放置，发生吸氧腐蚀，表面生成CuO
6.(2020·全国Ⅱ卷)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是A.胆矾的化学式为CuSO4B.胆矾可作为湿法冶铜的原料C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
7.(2020·全国Ⅲ卷)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
8.(2024·湖北孝感高三考试)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：“鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。”崔昉《外丹本草》云：“铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。”下列说法错误的是A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型B.假鍮石的炼制过程会有气体产生C.假鍮石的主要材质为合金D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应
9.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.可将葡萄糖溶液与新制的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制得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。
11.(2024·江苏徐州高三阶段练习)Cu2S在高温下与O2反应转化为Cu2O和SO2，生成的Cu2O与Cu2S进一步反应得到Cu和SO2。Cu2O在酸性溶液中会转化为Cu和Cu2＋；Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)2]OH；CuSO4可用于水体的净化。下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是A.Cu2S熔点高，可用作电池的负极材料B. SO2具有还原性，可用作纸浆的漂白剂C. NH3存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键D.CuSO4溶液显酸性，可用于游泳池内水的消毒
Cu2S可用作电池的负极材料，是因为Cu2S可以被氧化，与其熔点高无关，故A错误； SO2可用作纸浆的漂白剂，是因为二氧化硫具有漂白性，与其还原性无关，故B错误； NH3中N原子存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键，故C正确；硫酸铜溶液可用于游泳池内水的消毒，是因为铜离子是重金属离子，能使蛋白质变性，与其溶液显酸性无关，故D错误。
12.(13分)(2024·湖北襄阳高三期中)CuCl是一种微溶于水、难溶于乙醇、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：(1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液，若消耗标准状况下氯气44.8 L，则转移电子数为　　　，检验Fe3＋所用试剂为_______　　　 (填写名称)。(2)实验室制取氯气的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　。
(3)加入浓盐酸的目的是　　　　　　　　　　　　　 ，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
将CuCl转化为易溶于水的物质实现与S的分离
(4)若用蒸馏水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是__________________________________________________________________________________最好采用　　　　“洗涤”。
于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净
(5)过滤用到的玻璃仪器是　　　　 　，真空干燥的目的是　　　　 。
防止CuCl被空气中的氧气氧化
13.(14分)(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有　　　　(填标号)。A.烧杯B.容量瓶C.蒸发皿 D.移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为　　　　　　　　 　，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是__________________________________________________　　　　　　　　　　　　 　。(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、　　　　、乙醇洗涤、　　　　，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是　　　　　　　 ，煮沸10 min的作用是　　　　　　 　。
不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用
使Fe3＋沉淀析出且不损耗Cu2＋
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为　　　　　　(写表达式)。
(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是　　　　(填标号)。①胆矾未充分干燥②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少量胆矾迸溅出来