考点12 金属材料及金属矿物的开发利用（核心考点精讲精练）-2025年高考化学一轮复习讲练专题（新高考通用）（原卷版）

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc18236" PAGEREF _Tc18236 \h 1
\l "_Tc29317" 1.高考真题考点分布 PAGEREF _Tc29317 \h 1
\l "_Tc16104" 2.命题规律及备考策略 PAGEREF _Tc16104 \h 1
\l "_Tc6324" PAGEREF _Tc6324 \h 2
\l "_Tc4453" 考法01 铜及其化合物 PAGEREF _Tc4453 \h 2
\l "_Tc3141" 考法02 金属材料与金属矿物的开发利用 PAGEREF _Tc3141 \h 8
\l "_Tc17481" 考法03 镁与海水提镁 PAGEREF _Tc17481 \h 12
\l "_Tc28984" PAGEREF _Tc28984 \h 15
1.高考真题考点分布
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看，铜及其化合物的性质与应用以及合金的组成、性质和应用仍是高考命题的热点。
【备考策略】
铜元素的价类二维图及转化关系
【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体考查合金的性质和应用以及金属矿物的开发利用知识，题目难度较小。在工艺流程题中综合考查镁的提成，铜及其化合物的转化、分离与提纯，题目综合性较强，题目难度较大。
考法01 铜及其化合物
1.单质铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
①生成铜绿的化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。
②Cu和S反应的化学方程式：2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S。
③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NOeq \\al(－,3)===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
⑥与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
④与盐溶液反应(写离子方程式)
a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2.氧化铜和氧化亚铜
【注意】区别红色物质Cu和Cu2O的方法：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
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：
反应①的化学方程式：Cu(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CuO＋H2O；
反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
4.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2Oeq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
(3)铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋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，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
【特别提醒】
(1)通常利用反应2Cu+O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO除去某些混合气体中的少量O2。
(2)铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。
(3)Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO4==2CuSO4+2H2O。
(4)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
5.铜的冶炼方法
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
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化 ( )
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 ( )
6.用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率 （ ）
7.加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥，可除去Cu粉中混有的CuO （ ）
8.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 （ ）
【答案】1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.×
考向01 铜及其化合物的性质
【例1】（2024·安徽安庆·三模） 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)可以用于制铜，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条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2] (强酸)。
上述叙述过程涉及的离子方程式，不正确的是
A．Cu2S与浓硝酸反应：
B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu在O2存在下与氨水反应：
D．CuCl溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
【答案】A
【分析】在书写离子方程式时要遵循电荷守恒、原子守恒，若为氧化还原反应，同时还要符合电子守恒，结合物质的存在形式及拆分原则分析判断。
【解析】A．浓硝酸具有强氧化性，Cu2S与浓硝酸反应时，硫元素的氧化产物为H2SO4，Cu为氧化为Cu(NO3)2，浓硝酸被还原为NO2气体，同时反应产生H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式应该为：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A项错误。
B．Cu2O在酸性条件下会发生歧化反应，产生Cu、Cu2+、H2O，则Cu2O加入到稀硫酸中，反应产生Cu单质、CuSO4、H2O，离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正确；
C．Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，在碱性环境中，O2得到电子转化生成OH-，离子方程式应该为：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正确；
D．CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成强酸H[CuCl2]，则该反应的离子方程式应该为：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正确；
故合理选项是A。
考向02 以工艺流程考查铜及其化合物
【例2】（2024·河北衡水·模拟预测）以含有少量杂质Fe的粗铜为原料，制备蓝矾()的工艺流程如下图所示：
下列说法正确的是
A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2
B．气体A为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用
C．物质X可以使用氨水，且X过量对产物无影响
D．“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤
【答案】A
【分析】粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和铜离子的溶液，往溶液中加物质X沉淀Fe3+，过滤，所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。
【解析】A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，据可知，要使H+与的物质的量比为4:1(8:2)，则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2，故A正确；
B．气体A为NO，不属于酸性氧化物，故B错误；
C．若物质X为氨水，则过量氨水会沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使蓝矾产量降低，故C错误；
D．“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误；
故答案为：A。
考向03 以化学实验考查铜及其化合物
【例3】（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
A．装置内发生的化学反应方程式为：
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
【答案】B
【解析】A．装置内铜与稀硝酸反应，即，故A正确；
B．实验开始时先拉注射器A活塞，其目的是除去反应前试管内的空气，故B错误；
C．该实验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，故C正确；
D．反应停止后，提拉粗铜丝，使粗铜丝下端靠近软胶塞A，再打开止水夹，缓慢拉注射器A活塞，可观察到试管内的无色气体被吸入注射器A内，试管内稀硝酸液面逐渐上升，注射器B活塞缓慢向内移动，如不提拉铜丝会继续反应，故D正确；
故答案选B。
【对点1】（2024·河北邯郸·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)2CO3
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
【答案】B
【解析】A．铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误；
B．铜锈的主要成分为，故B正确；
C．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；
D．铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误；
故答案选B。
【对点2】（2024·甘肃兰州·期中）通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)为原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是
A．“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2
B．“还原”时离子方程式为SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+
C．“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行
D．可循环利用的物质为H2SO4
【答案】B
【分析】碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH将铜转化为氢氧化铜沉淀，过滤后将氢氧化铜溶于稀硫酸，得到硫酸铜溶液，再加入亚硫酸钠、NaCl再还原成CuCl,过滤、洗涤得到CuCl。
【解析】A．由上述分析可知“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2，故A正确；
B．该反应不满足电荷守恒，正确的离子方程式为：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B错误；
C．CuCl易被氧化，因此“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行，以防止其氧化，故C正确；
D．由B中反应可知还原过程中生成硫酸，可在酸溶时循环利用，故D正确；
故选：B。
【对点3】（2024·北京西城·期末）铜与浓硫酸反应的装置如下图，下列说法不正确的是
A．反应一段时间后，品红溶液褪色，说明有SO2生成
B．在该反应中，浓硫酸只表现出酸性
C．石蕊溶液变红说明SO2与水发生了反应
D．为确认CuSO4生成，试管①冷却后，将其中的物质缓慢倒入水中，观察颜色
【答案】B
【解析】A．反应一段时间后，品红溶液褪色，说明铜与浓硫酸共热反应生成具有漂白性的二氧化硫使品红溶液褪色，故A错误；
B．铜与浓硫酸反应共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应中硫元素化合价部分降低被还原，浓硫酸在反应中表现酸性和强氧化性，故B错误；
C．实验中石蕊溶液变红说明铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸电离出的氢离子使石蕊溶液变红，故C正确；
D．为确认硫酸铜的生成，为防止水加入到密度大于水的浓硫酸中产生暴沸，应待管①冷却后，将其中的物质缓慢倒入水中，观察溶液颜色是否为淡蓝色，故D正确；
故选B。
考法02 金属材料与金属矿物的开发利用
1．合金
(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(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的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
【特别提醒】①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
②常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
2．常见金属材料
(1)黑色金属材料——钢铁
①钢是用量最大、用途最广的合金。
②钢eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(碳素钢\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(低碳钢：韧性、焊接性好，强度低,中碳钢：强度高，韧性及加工性好,高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好)),合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢))
(2)有色金属材料——铜和铝
①铝及铝合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铝\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的延展性和导电性,用途：制导线)),铝合金\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉,用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等))))
②铜及铜合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的导电性和导热性,用途：主要用于电器和电子工业、建筑业)),铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜))
【特别提醒】
合金的组成与性质
(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3．金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
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。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)金属冶炼的方法——金属活动顺序与金属冶炼的关系
①热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。由HgO冶炼Hg的化学方程式：2HgOeq \(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。
②热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。
a．CO还原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq \(=====,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2；
b．C还原ZnO：ZnO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))Zn＋CO↑；
c．H2还原WO3：WO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O。
【注意】在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但反应中真正作还原剂的是CO。
③电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属)。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑、
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑、2Al2O3eq \(=====,\s\up7(通电),\s\d5(冰晶石))4Al＋3O2↑。
(5)铝热反应
【特别提醒】
铝热反应的三个注意事项
①铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。
②铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反应。
③铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料( )
2．中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈( )
3．青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑 ( )
4．金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3( )
5．热还原法制取汞、银( )
6．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等( )
7．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( )
【答案】1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.× 7．√
考向01 合金与金属材料
【例1】（2024·广东东莞·模拟预测）博物馆珍藏着很多文物。下列文物主要由合金材料制成的是
【答案】A
【解析】A．西周兽面纹青铜盉的材料为青铜，青铜属于合金，A符合题意；
B．东汉陶船模型的材料为陶瓷，由硅酸盐制成，B不符合题意；
C．端石千金猴王砚的材料为硅酸盐等无机非金属材料，C不符合题意；
D．西汉素纱禅衣主要成分为蛋白质，属于天然有机高分子材料，D不符合题意；
故选A。
考向02 金属矿物的开发利用
【例2】（2024·辽宁葫芦岛·一模）下列有关金属的工业制法中，正确的是
A．制铜：火法炼铜，即将黄铜矿受热分解以获得铜单质
B．制铁：以铁矿石、焦炭、石灰石为原料，CO还原得铁
C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，还原得镁
D．制铝：从铝土矿制得氯化铝固体，再电解熔融的氯化铝得到铝
【答案】B
【解析】A．黄铜矿(CuFeS2)中Fe的化合价为＋2，工业上用黄铜矿冶炼铜的反应：8CuFeS2＋21O2eq \(=====,\s\up7(高温))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，该反应不是分解反应，故A错误；
B．工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2，故B正确；
C．工业上以海水为原料，经过一系列过程获得无水氯化镁，工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg+Cl2↑，故C错误；
D．因为氯化铝是共价化合物，熔融状态下氯化铝不电离，也不导电，工业制铝是电解熔融的氧化铝：2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(通电),\s\d5(冰晶石))4Al+3O2↑，故D错误；
故选B。
【对点1】（2022·广东茂名·一模）科技助力2022年北京冬奥会。下列说法错误的是
A．制比赛的雪橇所用碳纤维材料，属于有机高分子材料
B．制火炬接力火种灯所用可再生铝合金硬度大于纯铝
C．主体为钢结构的首钢滑雪大跳台，钢属于合金材料
D．首次使用氢能作火炬燃料，践行“绿色、低碳”理念
【答案】A
【解析】A．碳纤维属于无机非金属材料，A错误；
B．合金的硬度一般大于成分金属，B正确；
C．钢为铁碳合金，属于合金材料，C正确；
D．氢气燃料产物为水，环保无污染，D正确。
故选A。
【对点2】（2024·重庆·模拟预测）下列工业制备原理或流程不正确的是
A．工业冶炼镁：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg+Cl2↑
B．工业制硝酸：N2NOHNO3
C．工业制氯气：2NaCl+2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH+Cl2↑+H2↑
D．工业制纯硅：石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
【答案】B
【解析】工业上采用电解熔融的氯化镁冶炼镁，反应方程式为：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg+Cl2↑，A正确；已知NO与水不反应，故工业上制硝酸：N2NONO2HNO3，B错误；工业上制氯气是采用石墨电极电解饱和食盐水，反应方程式为：2NaCl+2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH+Cl2↑+H2↑，C正确；工业上制纯硅采用从石主要成分为SiO2的英砂出发：石英砂粗硅SiHCl3高纯硅，D正确；故选B。
考法03 镁与海水提镁
1．镁的存在
自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8×1015t。
2．镁的性质
分别写出镁与①O2、②N2、③Cl2、④H＋、⑤NH4Cl溶液反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
①2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO；
②3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2；
③Mg＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))MgCl2；
④Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑；
⑤Mg＋2NHeq \\al(＋,4)===Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑。
3．镁的提取
(1)从海水中提取镁的流程
(2)主要化学反应
①制石灰乳：CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2Oeq \(=====,\s\up7(HCl),\s\d5(△))MgCl2＋6H2O；
④电解MgCl2：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑。
4．镁的重要化合物
考向01 考查镁的性质
【例1】（2024·河北唐山·期末）镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列不可作为冷却剂的是
①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2 ⑥H2O
A．①②⑤⑥B．③④⑥C．③⑥D．③④
【答案】A
【解析】由2Mg+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO、3Mg+N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2、2Mg+CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO+C，水做冷却剂时镁粉也能和水发生反应生成氢氧化镁，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，可以用氩气和氢气作冷却气体，故选A。
考向02 考查镁的提取
【例2】（2024·江苏徐州·二模）从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可得到金属镁(已知镁在热水中能反应生成氢气)。工艺流程如下：
下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是
A．电解MgCl2溶液即可得到金属镁
B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却
C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应
D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用
【答案】D
【解析】电解熔融的MgCl2即可得到金属镁和氯气，电解其溶液不能得到镁，A错误；镁在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则电解后得到的镁不能在氮气氛围中冷却，B错误；上述从母液中提取镁的变化过程中，电解氯化镁得到镁为分解反应，C错误；制备过程中产生的氯气可以与氢气反应制备盐酸，在浓缩结晶中循环使用，D正确；故选D。
【对点1】（2024·广东珠海·模拟）镁与氮气在加热条件下反应生成氮化镁，已知氮化镁遇水剧烈反应。某同学设计如图装置制备氮化镁。下列说法正确的是
A．实验时先点燃C处酒精灯，一段时间后，再点燃B处酒精灯
B．干燥管A的作用主要是防止空气中的二氧化碳进入硬质玻璃管
C．氮化镁与水反应生成的气体，能使紫色石蕊试液变红
D．蒸馏烧瓶中反应的方程式是NH4Cl +NaNO2eq \(=====,\s\up7(△))NaCl + N2↑+ 2H2O
【答案】D
【解析】制备氮化镁需要在加热条件下让纯净的氮气与镁反应，因此要让生成的氮气充满整个装置时，再点燃C处的酒精灯，实验时先点燃B处酒精灯，一段时间后，再点燃C处酒精灯，A错误；因为氮化镁遇水剧烈反应，干燥管A的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入硬质玻璃管，B错误；氮化镁与水反应生成的气体为氨气，能使紫色石蕊试液变蓝，C错误；蒸馏烧瓶中氯化铵和亚硝酸钠发生氧化还原反应生成氮气，方程式为NH4Cl +NaNO2eq \(=====,\s\up7(△))NaCl + N2↑+ 2H2O，D正确；故选D。
【对点2】（2024·山东青岛·模拟）海水中蕴藏着丰富的化学资源，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是

A．操作a为结晶
B．精制过程中，加入NaOH溶液可除去粗盐中的Mg2+
C．反应①为氧化还原反应，反应②为复分解反应
D．将Mg(OH)2加热分解，可以得到金属Mg
【答案】D
【解析】海水经过操作a获得母液和粗盐，说明并没有把水大量蒸发，故操作a应为蒸发浓缩，结晶之后过滤，A正确；粗盐中含有Mg2+杂质，可加入NaOH将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀除去，B正确；饱和食盐水制取烧碱为氯碱工业，具体反应为：，有化合价发生改变，故为氧化还原反应；反应②为：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2，此反应为复分解反应，C正确；Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O，得不到Mg，D错误；故选D。
1.（2024·广东深圳·模拟预测）中华文化源远流长，如下是“2023年度全国十大考古新发现”中各遗址出土的文物，主要由金属材料制成的是
【答案】B
【解析】A．玉璜的主要成分是二氧化硅，不属于金属材料，A不合题意；
B．金覆面的主要成分是金或者含金的合金，属于金属材料，B符合题意；
C．象牙有机成分中的各种蛋白质为高分子化合物，是自然界中存在的，所以为天然高分子化合物，不属于金属材料，C不合题意；
D．珐华彩莲纹梅瓶是陶瓷，属于传统硅酸盐材料，D不合题意；
故答案为：B。
2．（2024·山东·模拟预测）镧镍合金是一种具有实用价值的新型储氢合金材料。下列说法不正确的是
A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物
B．镍属于过渡元素，位于元素周期表d区
C．氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点
D．合金的熔点一定比各成分金属的熔点低
【答案】D
【解析】A．镧镍合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，金属氢化物稍稍加热又容易分解，所以可用作储氢材料，A正确；
B．镍是28号元素，属于过渡元素，位于元素周期表d区，B正确；
C．氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点，C正确；
D．合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，但不是一定低，比如汞合金的熔点比汞高，D错误；
故选D。
3．（2024·河北·模拟预测）易县燕下都遗址出土的透雕龙凤纹铜铺首(如图)是战国时期青铜器，下列说法错误的是
A．青铜是铜锡合金
B．青铜的熔点高于纯铜
C．青铜器表面的铜绿主要成分为Cu2(OH)2CO3
D．青铜器应保存在相对干燥的环境中
【答案】B
【解析】A．青铜是由铜、锡等合金元素形成合金材料，因此属于青铜属于铜锡合金，A正确；
B．青铜是铜合金，合金的熔点低于成分金属，故合金青铜的熔点低于纯铜，B错误；
C．青铜器表面的铜绿是Cu、O2、H2O发生反应产生的碱式碳酸铜，其主要成分为Cu2(OH)2CO3，C正确；
D．青铜器中的同单质与空气中的氧气、水发生反应产生碱式碳酸铜，因此青铜器应保存在相对干燥的环境中，D正确；
故合理选项是B。
4．（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
【答案】B
【解析】冶炼金属铜的反应为氧化铜与焦炭在高温条件反应生成铜和一氧化碳，该冶炼方法属于热还原法，故选B。
5．（2024·江苏南京·期末）在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】A．由反应Cu2S+O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Cu+SO2，可知物质之间的转化能实现，A符合题意；
B．由反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，可知物质之间的转化不能实现，B不符合题意；
C．由反应2Cu+Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S，可知物质之间的转化不能实现，C不符合题意；
D．常温下，Cu和浓硫酸不反应，可知物质之间的转化不能实现，D不符合题意；
故选A。
6．（2024·安徽淮北·一模）某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：
①将镁粉投入冷水中，未见任何现象
②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量气泡，但溴水的颜色逐断褪去
③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象
④向足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去
则下列关于反应机理叙述正确的是
A．铁粉只直接与溴水中的溴反应
B．镁粉只与溴水中的酸反应
C．产生少量的气泡是由于镁粉与水反应
D．镁粉在水的催化下与溴发生反应
【答案】D
【解析】①将镁粉投入冷水中，未见任何现象，说明二者不会发生化学反应，
②溴水中含有溴化氢和溴单质，将镁粉放入溴水中，开始时产生极少量气泡的原因是镁与氢离子反应，而后溴水褪色，说明镁与溴单质在水中能够发生化学反应，
③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象，说明镁与溴单质不发生反应，
④向足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去，由③可知镁与液溴不反应，但向混合物中加入水后，溶液褪色，说明溴单质与镁反应需要水做催化剂，
综上所述，关于反映机理叙述正确的是D项，故答案为D。
7．（2024·山东滨州·模拟）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
【答案】C
【解析】A．字画主要由纸张和绢、绫、锦等织物构成，为防止受潮和氧化，保存古代字画时要特别注意控制适宜的温度和湿度，A说法正确；
B．由孔雀石和蓝铜矿的化学成分可知，其中的铜元素、碳元素和氢元素均处于最高价，其均为自然界较稳定的化学物质，因此，用其所制作的颜料不易被空气氧化，B说法正确；
C．孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐，因此，用其制作的颜料不耐酸腐蚀，C说法错误；
D．因为氢氧化铜中铜元素的质量分数高于碳酸铜，所以Cu(OH)2∙CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2∙2CuCO3，D说法正确。
综上所述，相关说法错误的是C，故本题答案为C。
8．（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中通入气体生成e
【答案】B
【分析】a为为为为为为。
【解析】．a为为，二者均为难溶于水的黑色粉末，故A错误；
B．b为的化合价为价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故B正确；
C．与硫加热时生成，故C错误；
D．向固体中通入气体生成和水，故D错误；
选B。
9．（2024·福建·一模）“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，主要含有和。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．可用溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈
【答案】D
【解析】A．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；
B．合金的熔点低于组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，故B正确；
C．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“牺牲阳极的阴极保护”，故C正确；
D．会和Cu反应而腐蚀铜器，不能用溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈，故D错误；
故答案为：D。
10．（2024·河北衡水·二模）已知MgCl2·6H2O在空气中加热时，失去部分结晶水，同时生成Mg(OH)Cl或MgO。实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如图所示：
下列有关说法错误的是( )
A．循环物质甲为盐酸
B．装置b填充的可能是P2O5或CaCl2
C．装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸，其作用为催化剂
D．装置d中与装置c直接相连的装置为干燥装置
【答案】C
【分析】MgCl2•6H2O晶体在空气中加热时，释出部分结晶水，同时生成Mg（OH）Cl或MgO，实验室以MgCl2•6H2O制取无水MgCl2，应该是在HCl气氛中加热MgCl2•6H2O，所以a中液体为盐酸，盐酸受热挥发出HCl，通过酸性干燥剂或中性干燥剂干燥，HCl进入c装置，加热c在HCl气氛中MgCl2•6H2O分解生成无水MgCl2，d装置为干燥装置，用于吸收分解生成的水蒸气，同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入c，据此分析。
【解析】在HCl气氛中加热MgCl2⋅6H2O，所以a中为盐酸，最后多余的HCl被水吸收形成盐酸，所以循环的物质甲是盐酸，故A正确；装置b填充的是酸性干燥剂或中性干燥剂，用于干燥HCl，则可能是P2O5或CaCl2，故B正确；装置a中起始装有的试剂为盐酸，加热时挥发出HCl，故C错误；d中与c直接相连的为干燥装置，用于吸收分解生成的水蒸气，同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入c，故D正确；故选C。
11．（2023·浙江·一模）足量的铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体。这些气体若与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中，气体恰好能被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 ml∙L-1H2SO4溶液250mL，则继续溶解一定量的Cu。下列说法正确的是
A．最后溶液是CuSO4、Cu(NO3)2混合液
B．最多溶解铜的质量是57.6g
C．放电或高温下N2与O2反应是现代工业制硝酸的基础
D．铜与浓硝酸的反应仅体现了硝酸的强氧化性
【答案】B
【分析】足量的铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体。这些气体若与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中，气体恰好能被水完全吸收，则发生的总反应为2Cu+O2+4HNO3=2Cu(NO3)2+2H2O，n(O2)=0.15ml，则n(Cu)=0.3ml，n()=0.6ml。
【解析】A．向原所得溶液中加入5 ml∙L-1H2SO4溶液250mL，发生反应3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，n()=0.6ml，n(H+)=2.5ml，则完全反应，最后溶液是CuSO4溶液，A不正确；
B．n()=0.6ml，最多溶解铜的物质的量为0.9ml，质量是0.9ml×64g/ml=57.6g，B正确；
C．现代工业制硝酸的第一步反应，是氨的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O，C不正确；
D．铜与浓硝酸的反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，硝酸体现强氧化性和酸性，D不正确；
故选B。
12．（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将金属铜投入用酸化的的溶液中，现象不明显②将金属铜投入用盐酸酸化的的溶液中，铜粉溶解，溶液变为蓝绿色③将金属铜投入用酸化的的溶液中，铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含]，无气泡生成。下列分析正确的是
A．①说明的溶液不与铜粉反应
B．②证明氧化性还原性
C．③中的生成速率一定小于被还原的速率
D．在①中加入少量绿矾，铜粉可溶解，溶液变为深棕色
【答案】D
【分析】铜与浓硝酸、稀硝酸均可以发生反应，生成硝酸铜，而在酸性条件下，硝酸根具有强氧化性，据此作答。
【解析】A．实验①可能因为的溶液与铜粉反应慢，现象不明显，A错误。
B．②中发生反应，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，氧化性，还原性，B错误；
C．③中发生反应a．，反应b．、反应c．，由题干知③中无气泡产生，则说明反应b的反应速率小于或等于反应c，即的生成速率大于或等于被还原的速率，C错误；
D．在①中加入少量绿矾，根据C项，先发生反应b产生，再与铜反应，故铜粉可溶解，溶液变为深棕色，D正确；
故答案选D。
13．（2024·北京西城·一模）某小组对FeCl3溶液与Cu粉混合后再加KSCN溶液的实验进行如下研究。
①向2mL 0.1ml/L FeCl3溶液中加入过量Cu粉，充分反应后，溶液变蓝。2天后，溶液变为浅蓝色，有白色不溶物生成。
②取①中浅蓝色的上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，出现白色浑浊。振荡后白色浑浊物增多，红色褪去。经检验，白色不溶物是CuSCN。
③向2mL 0.1ml/LCuSO4溶液中滴加KSCN溶液，未观察到白色浑浊。放置24小时后，出现白色不溶物。
已知：CuCl和CuSCN均为白色不溶固体
下列说法不正确的是
A．①中产生白色不溶物的可能原因是Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
B．由③可知②中白色浑浊不是Cu2+与SCN-直接反应生成的
C．②中红色褪去的原因是Fe3+被完全消耗了
D．实验表明：Ksp(CuSCN)＜Ksp(CuCl)
【答案】C
【解析】A．①中，FeCl3溶液中加入过量Cu粉，充分反应后，溶液变蓝，表明有Cu2+生成；2天后，溶液变为浅蓝色，则表明Cu2+浓度减少，Cu2+被Cu还原为Cu+，Cu+与Cl-结合为CuCl沉淀，从而得出可能原因是Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，A正确；
B．由③可知，CuSO4溶液中滴加KSCN溶液，未观察到白色浑浊，则表明②中白色浑浊不是Cu2+与SCN-直接反应生成的，B正确；
C．②中红色褪去的原因可能是生成的Cu+与溶液中的SCN-结合为CuSCN，从而促进Fe(SCN)3的不断电离，不一定是Fe3+被完全消耗了，C不正确；
D．从②中可以看出，当溶液中既有Cl-又有SCN-时，优先生成CuSCN，则表明：Ksp(CuSCN)＜Ksp(CuCl)，D正确；
故选C。
14．（2024·福建龙岩·一模）以炼铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)为原料制备ZnO的流程如图所示。下列说法正确的是
已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。
A．H-N-H键角：[Cu(NH3)4]2+