2026版高三化学一轮复习第四章 第16讲　铜及其化合物　金属材料及金属的冶炼讲义课件+课时练

第四章金属及其化合物第16讲铜及其化合物金属材料及金属的冶炼化学内容索引考点一铜及其化合物考点二金属材料及金属的冶炼第一部分第二部分必备知识整合01对点题组突破02课时作业第四部分必备知识整合01对点题组突破02高考真题演练第三部分1．了解铜单质及其重要化合物的性质、用途、制备原理及过程。2.了解合金的概念及金属材料的重要应用。3.能根据金属的活动性顺序选择合适的冶炼方法。考点一铜及其化合物第分部一1．熟记铜及其常见化合物的颜色必备知识整合物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色2．铜及其重要化合物的性质及应用(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：_____________________________________（填化学方程式）。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制的Cu(OH)2常用来检验____。(4)无水CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验______。(5)过量的Cu和浓硝酸反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀硫酸，Cu________。2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3醛基H2O继续溶解(7)Cu＋的性质①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2+，如Cu2O加入稀硫酸的离子方程式：__________________________________。会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O正确的打“√”，错误的打“×”。(1)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。(

)(2)CuO是金属氧化物，与水反应生成Cu(OH)2。(

)(3)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。(

)(4)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(

)(5)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成。(

)√××××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，除去铜绿对点题组突破D题组一铜及其化合物的性质和应用解析：A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌，不符合题意；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，不符合题意；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体，不符合题意。2．（2024·江西赣州二十三校高三期中联考）铜元素的“价—类”二维图如图，下列有关说法正确的是(

)A．a可直接转化为eB．b转化为c一定需要另加还原剂C．新制的e可用于检验葡萄糖中的醛基D．直接加热f溶液一定可得到f固体C解析：由题图元素化合价和物质类别可推出：a为Cu，b为CuO，c为Cu2O，d为CuOH，e为Cu(OH)2，f为可溶性铜盐。Cu不可一步转化成Cu(OH)2，A错误；CuO加热条件下自身可分解为Cu2O，B错误；新制的Cu(OH)2可用于检验葡萄糖中的醛基，C正确；Cu2+会发生水解反应，加热CuCl2溶液时得不到CuCl2固体，D错误。题组二铜的重要化合物的制备3．用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示。下列说法错误的是(

)A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解B．先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯C．硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D．装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液D解析：氯化铜水解反应为CuCl2＋2H2O⥫⥬Cu(OH)2＋2HCl，生成的HCl易挥发，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，A正确；CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在HCl的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCl气体，使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯，B正确；硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的HCl，由于HCl极易溶于水，会产生白雾，C正确；HCl极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，D错误。4．（2024·安徽池州高三期末）用低品铜矿（主要含CuS、FeS）制备Cu2O的一种工艺流程如下：下列说法正确的是(

)A．“酸浸”过程中FeS发生反应的离子方程式为S2-＋4H＋＋MnO2===Mn2+＋S＋2H2OB．“调pH”的目的是除去溶液中的Fe2+C．使用Na2CO3溶液“除锰”时，锰渣中可能会含有少量Mn(OH)2D．“还原”过程中参与反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1C考点二金属材料及金属的冶炼第分部二必备知识整合1．重要的金属材料——合金金属和非金属金属特性低大2．常见的金属材料(1)金属材料分类铁铬(2)几种常见的合金低碳中碳高碳青铜金属氢化物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冶炼的过程就是把金属从____态还原为____态的过程，即Mn＋＋ne－===M。正化合游离(3)金属冶炼的一般方法2Fe＋3CO2W＋3H2O2Fe＋Al2O34Al＋3O2↑Mg＋Cl2↑2Na＋Cl2↑正确的打“√”，错误的打“×”。(1)合金材料中不可能含有非金属元素。(

)(2)冶炼铝和钠都可以用电解法。(

)(3)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。(

)(4)铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原。(

)(5)工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量。(

)×√×√×对点题组突破题组一合金金属材料1．（2024·湖北鄂东南联盟期中）氢能汽车纷纷宣布入市，标志着新能源汽车即将进入“氢”时代。如图所示为某储氢合金的吸氢过程，已知储氢合金在吸氢时放出大量热，下列说法正确的是(

)A.氢气以分子形式存在于储氢合金中B．储氢合金在吸氢时体系能量升高C．β相金属氢化物释放氢的过程中不破坏化学键D．利用储氢合金可制备超高纯氢气D解析：氢气以金属氢化物的形式存在于储氢合金中，故A错误；储氢合金在吸氢时放出大量热，体系能量降低，故B错误；β相金属氢化物释放氢的过程中破坏化学键，故C错误；利用储氢合金的选择性吸收的特性，可制备超高纯氢气，故D正确。2．“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一。具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是(

)A．Al65Cu23Fe12是一种化合物B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁C．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D．1molAl65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265mol电子C解析：合金是混合物，A错误；拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，B错误；Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速活泼金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，C正确；溶于过量的硝酸时，Al与Fe均变为＋3价，Cu变为＋2价，故1molAl65Cu23Fe12失电子的物质的量＝65mol×3＋2×23mol＋12mol×3＝277mol，D错误。题组二金属的冶炼3．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)—④B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)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。4．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出。……即倭铅也。”（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭）下列说法不正确的是(

)A．倭铅是指金属锌和铅的混合物B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑D．该冶炼锌的方法属于热还原法A高考真题演练第分部三1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)（2024·浙江6月选考）部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到。(

)(2)（2023·广东卷）饱和CuSO4溶液可析出无水蓝色晶体。(

)(3)（2023·湖南卷）青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金。(

)(4)（2022·全国乙卷）青铜和黄铜是不同结构的单质铜。(

)(5)（2022·江苏卷）青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑。(

)√×√×√2．（2021·河北卷）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生

作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(

)A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3C解析：钢是以铁为主的含碳合金，A说法正确；钢的含碳量越高，硬度和脆性越大，B说法正确；合金的熔点比其组分金属的熔点低，生铁含碳量(2%～4.3%)大于熟铁的含碳量（约0.1%），故生铁熔点比熟铁低，C说法错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，D说法正确。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B解析：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。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、氧化钠、过氧化钠都能与H2O反应生成氢氧化钠，B不合理；新制的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。4．（2024·山东卷改编）钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是(

)A项目实验操作及现象试管甲滴加过量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失试管乙滴加过量6mol·L-1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色A．试管甲中新生成的沉淀为金属CuB．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性C．试管乙实验可证明Cu(Ⅱ)与NH3形成无色配合物D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物解析：Cu2O中滴加过量0.3mol/LHNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2+，铜元素的化合价由＋1升至＋2，根据氧化还原反应的特点知，铜元素的化合价还有由＋1降至0，新生成的沉淀为金属Cu，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该过程中HNO3表现氧化性和酸性，A正确，B错误；Cu2O中滴加过量6mol/L氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色配合物[Cu(NH3)4]2+，C错误；既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物，Cu2O溶于6mol/L氨水形成的是配合物，Cu2O不属于两性氧化物，D错误。5．（2024·辽宁卷）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅铜元素化合价发生改变。下列说法正确的是(

)锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）：C离子Zn2+Cu2+Cl－浓度/(g·L-1)1450.031A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2+＋H2↑＋2H2OC．“脱氯”反应：Cu＋Cu2+＋2Cl－===2CuClD．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2+＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅铜元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的离子方程式为Cu2+＋Cu＋2Cl－===2CuCl，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2+可在阴极得到电子生成Zn，C正确，B、D错误；由分析知，“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2，反应得到Cu2+，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2+＋2H2O，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，则铜屑不能溶解完全，A错误。课时作业16第分部四一、选择题（每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意）1．（2023·重庆卷）重庆市战略性新兴产业发展“十四五”规划（2021－2025年）涉及的下列物质中，属于金属材料的是(

)BA.重组蛋白B.高性能铜箔C.氮化镓半导体D.聚氨酯树脂解析：A项，重组蛋白为有机物；B项，合金、纯金属均为金属材料，铜为金属材料；C项，氮化镓半导体为新型无机非金属材料；D项，聚氨酯树脂为有机合成材料。2．据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也。铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指(

)A．CuO B．Cu2OC．Cu D．Cu2(OH)2CO3解析：铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，则这里的“铜青”是指Cu2(OH)2CO3。D3．下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是(

)A．铜单质具有延展性，可用于传输电流B．Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化剂C．Cu(OH)2具有氧化性，可用于检验醛基D．CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒C4．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．储氢合金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解析：钢为铁的合金，则“超级钢”属于合金，A正确；合金的熔点一般比各成分金属的低，B错误；氢气为气体，不易储存和运输，则储氢合金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。B5．（2024·陕西西安模拟）金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是(

)D6．人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示（－1000表示公元前1000年）。下列说法正确的是(

)A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早D．金属氧化物（如Al2O3、Cu2O）也属于金属材料B解析：题图铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；金属氯化物的沸点一般比金属氧化物的低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；自然界中铜以化合态形式存在，故C错误；Al2O3、Cu2O不属于金属材料，故D错误。7．氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是(

)A．稳定性：Cu2O>CuOB．样品与酸反应中，Cu2O既是氧化剂又是还原剂C．如果溶液变蓝色，说明CuO已分解D．若有14.4gCu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）C解析：CuO经高温灼烧生成Cu2O，则Cu2O比CuO稳定，A正确；反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中，铜元素的化合价部分从＋1升高到＋2，部分从＋1降低到0，则Cu2O既是氧化剂又是还原剂，B正确；如果溶液中出现蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应溶液也呈蓝色，C错误；反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中，1mol氧化亚铜完全反应转移1mol电子，14.4gCu2O的物质的量为0.1mol，0.1mol氧化亚铜完全反应转移0.1mol电子，转移电子数为0.1NA，D正确。8．（2025·安徽合肥六校高三期中联考）铜是生活中重要的金属，部分含铜粒子的电荷数与铜元素化合价二维图如图所示。下列推断不合理的是(

)A．c处粒子转化为a处粒子需要加还原剂C9．（2025·黑龙江西部联合体高三期中）部分氧化的Fe­Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共5.76g，经如下处理：下列说法不正确的是(

)A．滤液A中的阳离子为Fe2+、H＋B．样品中铁元素的质量为2.24gC．样品中CuO的质量为4.0gD．V＝448C10．（2022·山东卷）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是(

)A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2～4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成解析：CuS精矿（含有杂质Zn、Fe元素）在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的固体X为S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2+、Zn2+，然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为DCu，通过过滤分离出来，而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)⥫⥬Cu2+(aq)＋S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，可促进金属离子的浸出，B正确；根据流程图可知，用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2+变为Cu时，H2失去电子被氧化为H＋，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2+，因此不利于Cu的生成，D错误。二、非选择题（共30分）11．（16分）铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是________________。(2)加热后试管中剩余的黑色物质是______。Cu、H、O、CCuO(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________________，加热分解的化学方程式为______________________________________。(4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为__________________________。(5)实验装置最后的干燥管的作用是_________________