2025年高考化学第一轮总复习：14铜金属材料和金属的冶炼

/2025年高考化学第一轮总复习：14铜金属材料和金属的冶炼1．(2025·广东惠州一模)孔雀石古称石绿，是铜的表生矿物[化学式为Cu(OH)2·CuCO3]，“水色”从植物中提取，如花青(分子式为C15H11O6)。下列说法错误的是()A．“石绿”耐酸、耐碱B．Cu(OH)2·CuCO3属于纯净物C．保存不善的国画，“水色”容易变色D．从蓝草中提取花青，可用有机溶剂萃取[答案]A[解析]石绿为碱式碳酸铜，能和酸反应，故不耐酸，A错误；Cu(OH)2·CuCO3是化合物，属于纯净物，B正确；花青为有机物，根据分子式分析，含有不饱和键，容易被氧化，所以容易变色，C正确；花青为有机物，能溶于有机溶剂，从蓝草中提取花青，可用有机溶剂萃取，D正确。2．中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是()汉字载体选项A.兽骨B.青铜器C.纸张D.液晶显示屏[答案]B[解析]兽骨其主要成分是碳酸钙和其他钙盐，A不符合题意；青铜器是铜与锡、铅等的合金，属于合金材料，B符合题意；纸张的主要成分是纤维素，C不符合题意；液晶显示屏是一种采用液晶为材料的显示器，液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物，D不符合题意。3．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是()A．“超级钢”属于合金B．合金的熔点比各成分金属的高C．储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题D．不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能力[答案]B[解析]钢为铁的合金，则“超级钢”属于合金，A正确；合金的熔点比各成分金属的低，B错误；氢气为气体，不易储存和运输，则储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题，C正确；不锈钢是以铁、铬为主，再添加如镍、锰、钼等元素冶炼而成的合金，从而性能高，在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能力，D正确。4．(2025·山西大同模拟)《吕氏春秋》二十五卷中记载了铜锡合金的性质：“金(即铜单质)柔锡(即锡单质)柔，合两柔则为刚(即坚硬)，燔(灼烧)之则为淖(液体)。”铜、锡和铜锡合金的熔点如下：物质CuSn铜锡合金熔点/℃1083.4232约为800下列说法错误的是()A．铜锡合金是青铜器的主要成分B．铜锡合金的熔点较低，比其成分金属均易熔化C．铜锡合金中的铜比纯铜有更好的抗腐蚀性D．铜锡合金的硬度比纯铜的高[答案]B[解析]青铜属于合金，主要含有铜、锡等金属元素，A正确；由题中数据可知铜锡合金的熔点约为800℃，而锡的熔点为232℃，故铜锡合金不如锡易熔化，B错误；合金是金属与金属或金属与非金属的混合物，合金的抗腐蚀性增强，故铜锡合金中的铜比纯铜有更好的抗腐蚀性，C正确；一般合金的硬度比成分金属的硬度都高，故铜锡合金的硬度比纯铜的高，D正确。5．氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于水，可溶于氯离子浓度较大的体系，易氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，生产CuCl的工艺如图所示。下列说法错误的是()A．“溶解”过程发生氧化还原反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．“反应”过程发生反应的离子方程式是2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋C．“溶解”过程中硫酸可用浓盐酸代替D．“烘干”需在隔绝空气的环境中进行[答案]C[解析]“溶解”过程中，硝酸铵中的硝酸根离子与硫酸电离出的氢离子构成硝酸，将铜氧化，离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A正确；从后续操作看，“反应”过程生成CuCl，则溶液中的Cu2＋被SOeq\o\al(2－,3)还原，发生反应的离子方程式是2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，B正确；“溶解”过程中，若硫酸用浓盐酸代替，则“反应”过程中生成的CuCl会在Cl－浓度较大的体系中溶解，难以得到CuCl沉淀，C错误；“烘干”时，CuCl易被空气中的氧气氧化，所以需在隔绝空气的环境中进行，D正确。6．下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是()A．用装置甲除去废铜屑表面的油污B．用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑C．用装置丙过滤得到CuSO4溶液D．用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O[答案]D[解析]碳酸钠溶液显碱性，热的Na2CO3溶液可以除去铜屑表面的油污，A不符合题意；在稀硫酸存在的条件下，铜与H2O2发生反应得到硫酸铜，B不符合题意；装置丙为过滤装置，过滤可以除去难溶杂质，得到硫酸铜溶液，C不符合题意；用装置丁蒸干溶液得到的是硫酸铜固体，而不是CuSO4·5H2O，D符合题意。7．合金从古代到现代，从生活领域到工业领域都有着广泛应用。下列说法错误的是()A．铝合金大量用于高铁建设B．“玉兔二号”钛合金筛网车轮的主要成分是非金属材料C．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金D．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品[答案]B[解析]铝合金具有质轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点，可用于制造高铁车厢等，A正确；钛合金是金属材料，B错误；不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金，C正确；后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，D正确。8．下表中金属的冶炼原理与方法错误的是()选项冶炼原理方法A2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑热分解法B2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑电解法C2NaCl(溶液)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑电解法DFe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2热还原法[答案]C[解析]Hg是不活泼的金属，制取原理反应为2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，该反应的基本类型是热分解反应，A正确；Al是活泼金属，通常采用电解的方法冶炼，为降低Al2O3熔化时的温度，要加入助熔剂冰晶石，B正确；制取活泼金属Na要采用电解熔融NaCl的方法：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑，C错误；在工业上通常是采用还原剂CO在高温下还原Fe2O3等含铁化合物的方法冶炼Fe，反应原理为Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，D正确。9．(2025·河北衡水名校联考)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()A．Fe3＋对该反应有催化作用B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供C．可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe2＋与Fe3＋D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O[答案]B[解析]依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、H＋反应生成Fe3＋和H2O，则Fe3＋作催化剂，A正确；Fe(NO3)3溶液中的NOeq\o\al(－,3)在酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，故可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，C正确；依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、H＋反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应合并可得2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O，D正确。10．(2025·河南郑州检测)某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应：下列说法正确的是()A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜B．实验2中生成红色物质的离子方程式为Al＋Cu2＋=Al3＋＋CuC．溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2mol·L－1的盐酸和硫酸溶液反应，后者更剧烈[答案]C[解析]Al比Cu活泼，A错误；B项中离子方程式不符合电荷守恒规律，B错误；比较实验1、实验2可知二者的不同之处为二者中阴离子分别含有SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，故二者现象不同是由于二者所含阴离子种类不同，C正确；由C项可知SOeq\o\al(2－,4)能使反应速率变慢，故Al与盐酸反应更剧烈，D错误。11．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是()A．途径①恰好完全反应时所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为2∶3B．利用途径③制备16g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1molC．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③D．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想[答案]D[解析]Cu与混酸反应，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，恰好完全反应时H2SO4与HNO3物质的量之比为3∶2，A错误；途径③制备16g硫酸铜，这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2mol，B错误；生成等量的硫酸铜，三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等，而③中还生成SO2，消耗更多的硫酸，则参加反应的H2SO4的物质的量①＝②<③，C错误；途径②无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，D正确。12．(2025·陕西渭南模拟)一种利用废铜渣(主要成分CuO，还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下：下列说法正确的是()A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3B．“沉铁”时发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓C．“沉铜”发生的反应为复分解反应D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：NHeq\o\al(＋,4)、H＋、Cu2＋[答案]D[解析]废铜渣(主要成分CuO，还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)在“酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁，SiO2不溶于H2SO4，所以滤渣的成分是SiO2，滤液中加过量氨水“沉铁”除去Fe3＋，铜离子转化为[Cu(NH3)4]2＋，向所得滤液通二氧化硫“沉铜”，过滤出产生的CuNH4SO3沉淀，加稀硫酸转化，＋1价铜发生歧化反应得到铜离子和Cu。“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，故A错误；NH3·H2O是弱碱，在离子方程式中不能拆，故B错误；“沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2＋和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀，铜元素化合价降低，则发生氧化还原反应，不为复分解反应，故C错误；转化时，CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应，得到铜离子和Cu，结合元素守恒可知，“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子有NHeq\o\al(＋,4)、H＋、Cu2＋，故D正确。13．某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。下列说法不正确的是()A．每生成1molCu3N，转移的电子为6molB．“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用C．加入NH4HCO3溶液需控制温度以防止NH4HCO3分解D．由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧[答案]A[解析]矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2，“酸浸”时SiO2不反应，故“滤渣A”是SiO2，“滤液B”中含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋，加“物质C”过滤，“滤渣D”最终转化为Cu3N，滤液最终转化为氧化铁，所以“滤液E”中含有Fe2＋，“滤渣D”为Cu和多余的Fe，“物质C”应该为铁粉，“滤渣D”加酸溶解，过滤，得到的“滤液G”中含Fe2＋，“滤渣F”为Cu；“滤液E”中含有Fe2＋与碳酸氢铵反应生成FeCO3，在空气中煅烧FeCO3得到Fe2O3。Cu转化为Cu3N，Cu的化合价升高为＋1价，则每生成1molCu3N转移的电子为3mol，A错误；“滤液G”中含Fe2＋，“滤液E”中也含有Fe2＋，所以“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用，B正确；温度太高时会促进NH4HCO3分解，故需控制温度以防止NH4HCO3分解，C正确；通过过滤操作把FeCO3从溶液中分离出来，再进行洗涤、干燥，然后在空气中煅烧FeCO3可得到Fe2O3，D正确。14．铜及其化合物在工农业生产领域有着重要的用途，氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。【查阅资料】ⅰ.氯化铜：从水溶液中结晶时，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在26～42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到无水物。(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)制备氯化铜。①按气流方向连接各仪器接口的顺序是a→________、________→________、________→________、________→________。②本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先________________后________________。(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路板时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，写出该反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl2·2H2O，进行如下操作：①首先向溶液中加入H2O2溶液，然后加试剂X用于调节pH，过滤，除去杂质，X可选用下列试剂中的________(填字母)。a．NaOH b．NH3·H2Oc．CuO d．CuSO4②要获得纯净CuCl2·2H2O晶体的操作步骤：向①所得滤液中加少量盐酸，蒸发浓缩、________、________、洗涤、干燥。(4)用CuCl2·2H2O为原料制备CuCl时，发现产物中含有少量的CuCl2或CuO杂质，若杂质是CuCl2，则产生的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)①dehifgb②AD(2)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2(3)①c②冷却到26～42℃结晶过滤(4)加热温度低(或加热时间不够)15．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如图工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。回答下列问题：(1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去____________________。(2)“碱浸”时发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的是________。(4)试剂a为________(填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(5)滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。(6)绿矾在空气中容易部分被氧化为硫酸铁，现取部分被氧化为硫酸铁的晶体8.22g溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32g；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2＋完全氧化。①为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是________(填字母)。A．H2O2溶液 B．KSCN溶液C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液②推测晶体中n