2026届高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第14讲铜金属材料和金属的冶炼课件

这是一份2026届高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第14讲铜金属材料和金属的冶炼课件，共60页。PPT课件主要包含了考点二，考点一，氧化铜和氧化亚铜，碱式碳酸铜，合金的定义及性能，答案A，答案C，答案B等内容，欢迎下载使用。
第14讲　铜、金属材料和金属的冶炼
考点一 铜及其化合物
1．铜单质的性质(1)物理性质：铜是________色固体，具有良好的延展性、________性和________性，不能被磁铁吸引。(2)化学性质
写出图中下列反应的化学方程式：①在潮湿空气中反应：______________________________________ (绿色固体)。②与S反应：_________________________。写出图中下列反应的离子方程式：③与稀硝酸反应：________________________________________；与浓硝酸反应：______________________________________________。④与FeCl3溶液反应：_____________________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
3．氢氧化铜(1)物理性质：蓝色固体，______溶于水。(2)化学性质(写出化学方程式)反应①：_____________________________。反应②：_____________________________________。
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3名称为______________是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被锈蚀的结果。(2)CuSO4·5H2O俗称________、________。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
1．(2025·河北衡水高三检测)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　)A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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，可得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，可除去铜绿
微考点1　铜及其化合物的性质
[答案]　D[解析]　Cu与浓硫酸反应后的溶液中可能还存在浓硫酸，不能向其中加水，A错误；Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D正确。
2．(2025·福建师大附中月考)“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青铜器的铜锈[答案]　D
[解析]　基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，核外有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15个原子轨道，故核外电子有15种空间运动状态，A正确；合金的熔点一般低于组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb可形成原电池且Sn、Pb作负极，Cu作正极被保护，C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀铜器，故不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，D错误。
3．(2025·吉林长春二模)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题。(1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉，Cu2S中铜元素的化合价为________。(2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成________色晶体，俗称________。(3)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的CuO，化学方程式为____________________　____________________________________________________________。
(4)CuCl2常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。M′为________。
(5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300 ℃，HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是_______________　___________________________________________________________。
铜与不同氧化剂反应的产物小结
4．(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。(1)配制溶液。用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 ml·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。
微考点2　铜及其化合物性质探究及制备实验
(4)实验探究。实验Ⅰ：向0.500 ml·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为__________________________________________ ___________________________________________________________。实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。
(ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________；为验证这一作用，设计实验方案为____________________________　____________________________________________________________。(ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是________________________________________________________ ____________________________________________________________。
[答案]　(1)(梨形)分液漏斗、球形冷凝管(2)pH计(或酸度计)(3)Fe3＋将Cu氧化(4)向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀　HNO3　ⅰ(5)(ⅰ)催化　向实验Ⅱ体系中加入适量FeSO4固体，振荡，溶液出现蓝色　(ⅱ)反应③速率大于反应①
(5)由反应历程可知，Fe2＋先参与反应，然后又反应生成，Fe2＋起催化作用，能增大反应速率，向实验Ⅱ溶液中加入Fe2＋，振荡，溶液出现蓝色，可以证明Fe2＋的催化作用。结合题目信息可知，实验Ⅰ向0.500 ml·L－1 Fe(NO3)3溶液中加Cu，无论Cu过量多少，始终都能检测到 Fe3＋，是因为反应③速率大于反应①。
5．(2025·河北衡水高三检测)碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。试剂：0.25 ml·L－1 Na2CO3溶液、0.5 ml·L－1 NaOH溶液、0.5 ml·L－1 Cu(NO3)2溶液各100 mL。实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。
注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。
实验2：探究反应温度按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。
实验3：制备碱式碳酸铜按最佳物料比取50 mL 0.5 ml·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 ml·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 ml·L－1 Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。请回答下列问题：(1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有___________________________________________________________。
(2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为__________，本实验的加热方式为__________。(3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式：________________________________________________________。(4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是______________________________________________。(5)简述实验3中洗涤沉淀的操作：__________________________。(6)本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。
[答案]　(1)100 mL容量瓶、胶头滴管(2)2∶2∶1　75 ℃　水浴加热(3)2NaOH＋Na2CO3＋2Cu(NO3)2===Cu2(OH)2CO3＋4NaNO3(4)碱式碳酸铜受热分解生成黑色的氧化铜(5)向过滤器中加入蒸馏水没过沉淀，待蒸馏水自然流下后，重复操作2～3次(6)90.1
考点二 金属材料和金属的冶炼
[微点归纳]　(1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。(2)合金是混合物，合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质不变。(3)并非所有的金属都能相互形成合金，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
2．常见的金属材料(1)金属材料的分类(2)三种常见的合金
3．应用金属活动性顺序表整合金属的性质
4．金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在(2)金属冶炼的一般步骤
(3)金属冶炼的实质金属的冶炼就是把金属从________态还原为________态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(M表示金属)。(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
(5)铝热反应①反应原理：_________________________________________②原理应用a．制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；b．金属焊接，如野外焊接钢轨等。
【正误辨析】(1)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)[提示]　×　金属与非金属也可以熔合成合金，如钢中含碳。(2)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。(　　)[提示]　√　多数合金的熔点比它的各成分金属熔点低，硬度比各成分金属的大。
(3)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。(　　)[提示]　×　冶炼铝用氧化铝而不用氯化铝，因为氯化铝是共价化合物，熔融态不导电。(4)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。(　　)[提示]　√　焦炭不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳可以还原氧化铁，从而炼铁。
(5)火烧孔雀石炼铜采用的是焦炭法冶炼金属。(　　)
(6)合金的物理性质和化学性质相比于成分金属均发生改变。(　　)[提示]　×　合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质不变。(7)并非所有的金属都能形成合金。(　　)[提示]　√　若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
(8)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。(　　)[提示]　×　活泼性比Al弱的难熔金属，如钒、铬、锰、铁、铜的氧化物与Al可以发生铝热反应。(9)用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。(　　)[提示]　√　工业上用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。
(10)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(　　)[提示]　×　人类历史上使用铝的时间比铁晚，是由于铝的活泼性大于铁。(11)镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。(　　)[提示]　√　镧镍合金可作储氢材料。
1．(2025·浙江金华检测)合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是(　　)A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于快中子反应堆的热交换剂C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件
微考点1　金属材料的性能及应用
[答案]　A[解析]　生铁用于炼钢和制造各种铸件，是由于生铁具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，A符合题意；钠钾合金用于快中子反应堆的热交换剂，是由于钠钾合金导热性好，B不符合题意；镁锂合金用于制造火箭、导弹、航天器等，是由于镁锂合金具有密度小、硬度和强度大的特点，C不符合题意；镍铬铝铜合金用于制备电路中的精密元件，是由于镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，D不符合题意。
2．(2025·山东青岛二中检测)歼-20、运-20等装备集体亮相，展示了我国现代化战略空军建设的阶段性成果和军工领域的最新科研成果。航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是(　　)A．金属材料包括纯金属和它们的合金B．合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低C．铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能D．新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域
[答案]　C[解析]　金属材料包括纯金属和它们的合金，A正确；合金的硬度一般比各成分金属大，熔点一般比各成分金属低，B正确；铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱，C错误；新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，可广泛用于航空航天领域，D正确。
3．(2024·广西高考适应性考试)下列广西优秀传统工艺品中，主要由合金材料制成的是(　　)
[解析]　铜鼓由铜合金制成，A正确；绣球由绸布或花布制成，不属于合金材料，B错误；坭兴陶由硅酸盐材料制成，不属于合金材料，C错误；壮锦由棉线或丝线编织而成，不属于合金材料，D错误。
4．(2025·福建五校联考)《天工开物》中记载了铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土滓，然后入炉煎炼，其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是(　　)A．“淘洗去土滓”属于原料的富集B．炼制所得自然铜为合金C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同D．可用热分解法冶炼铜
微考点2　金属活动性与冶炼方法的关系
[答案]　D[解析]　“淘洗去土滓”，使矿石和土分离属于原料的富集，A正确；纯铜为紫红色固体，“自然铜……色似干银泥”为合金，B正确；铜与铅混合物的分离过程中，“铅质先化，从上孔流出”，利用了物质的熔点不同，C正确；不能用热分解法冶炼铜，应用热还原法冶炼铜，D错误。
5．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[答案]　B
[解析]　(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)从光卤石中炼镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。
6．《秋浦歌》中的一首“炉火照天地，红星乱紫烟。赧郎明月夜，歌曲动寒川”描写的是我国古代劳动人民“冶炼金属”的热烈场面。下列有关金属冶炼的说法错误的是(　　)A．应用热还原法可以冶炼铁B．应用铝热法可以冶炼镁C．应用电解法可以冶炼铝D．应用热分解法可以冶炼汞[答案]　B[解析]　Mg的还原性强于铝，不能采用铝热法冶炼Mg，可采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁。
金属冶炼的方法与金属活动性的关系
7．某兴趣小组利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述正确的是(　　)
微考点3　常见金属及其化合物的制备“微流程 ”
A．“沉降”过程中Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分B．“调节pH”环节可用氨水替代CuOC．“过滤1”的滤液中c(Cu2＋)·c2(OH－)