第15讲　铜　金属材料及金属冶炼

第15讲铜金属材料及金属冶炼复习目标1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解金属材料及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铜及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探究物质的性质，实现物质的转化。3.结合实例认识金属性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。

CONTENTS考点一铜及其重要化合物考点二金属材料与金属冶炼真题演练课时跟踪检测考点一铜及其重要化合物

必备知识

1.

铜单质（1）物理性质：铜是紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电

性。（2）化学性质反应物化学方程式非金

属单

质O2常温下潮湿的空气中：

⁠

（碱式碳酸铜，绿色）Cl2

（棕黄色烟）

（OH）2CO3

反应物化学方程式氧化

性酸浓硫酸

⁠浓硝酸

⁠稀硝酸

⁠盐AgNO3溶液

⁠FeCl3溶液

⁠

4H2O

2.

氧化铜与氧化亚铜的比较名称氧化铜氧化亚铜颜色

⁠色

⁠色与酸反应（H＋）

⁠

⁠

⁠

⁠与H2反应H2＋CuO

Cu＋H2O转化关系4CuO

2Cu2O＋O2↑黑

砖红

＋H2O

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：

⁠。反应②的离子方程式：

⁠。

4.

两种铜盐（1）碱式碳酸铜——Cu2（OH）2CO3（铜绿、孔雀石的主要成分）与盐

酸反应的化学方程式：

⁠

⁠。（2）蓝矾（胆矾）——CuSO4·5H2O蓝矾不稳定，易分解，反应的化学方程式为

⁠

⁠。CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体，可用于检验水。（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，用来杀灭侵染植物的病毒。

3H2O

5H2O

易错辨析（1）铁、铜在潮湿的空气中均易形成金属氧化物。

（

×

）（2）Cu2O和CuO在稀硫酸中反应原理相同。

（

×

）（3）清除铜制品表面的铜绿用稀硝酸。

（

×

）（4）CuO是黑色固体，与水反应生成Cu（OH）2。

（

×

）（5）无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。

（

√

）（6）铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S。

（

√

）××××√√

关键能力

考向1铜及化合物的“价—类”二维图1.

如图是铜及部分含铜粒子的价荷图。下列推断不合理的是（

）A.

在酸性环境中，Cu变成a需要加氧化剂D.

在酸性环境中，Cu2O可以歧化生成a和Cu√

2.

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√解析：

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。考向2工艺流程中的铜3.

（2025·山东泰安模拟）某种电镀污泥主要含有碲化亚铜

（Cu2Te）、三氧化二铬以及少量的金，用于制取K2Cr2O7、金属铜和

粗碲工艺流程如下：

A.

“煅烧”时，Cr2O3发生的反应为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO3

4Na2CrO4

＋4CO2B.

滤液中加入KCl，通过适当的分离操作可得到K2Cr2O7C.Te在元素周期表中与S同主族，TeO2＋既有氧化性又有还原性D.

“电解”后的溶液可用于“酸浸”下列说法错误的是（

）√

4.

某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料

生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如图：下列说法正确的是（

）A.

焙烧过程中每消耗1

mol

CuS则消耗3

mol

O2B.

焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.

滤渣中主要含铁的氧化物D.

将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体√解析：

焙烧过程中CuS发生的反应为2CuS＋3O2

2CuO＋2SO2，由上

述方程式可知，1

mol

CuS消耗1.5

mol

O2，A项错误；焙烧后的废气中含

有SO2，能使酸性KMnO4溶液褪色，B项正确；调节溶液pH为3～4时，Fe3

＋转化为Fe（OH）3沉淀而除去，因而滤渣中主要成分为Fe（OH）3，C项

错误；将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会生成Cu

（OH）2，无法得到CuCl2，应在HCl气流中加热失水才能制得CuCl2固体，

D项错误。考点二金属材料与金属冶炼

必备知识

一、金属材料1.

合金2.

金属材料（1）常见合金（2）新型合金新型储氢材料：Ti-Fe合金和La-Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合

金等新型合金广泛用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。

（1）金属冶炼的方法（用化学方程式表示）（2）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，如铬、锰、钨等；b.金属焊接，如野外焊接钢轨等。Fe2O3＋2Al

2Fe＋Al2O3

易错辨析（1）合金的硬度一般大于它的成分金属，而熔点一般低于它的成分金

属。

（

√

）（2）铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等。

（

×

）（3）铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工

业。

（

√

）（4）炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂CO。

（

√

）（5）将六水合氯化镁晶体在HCl气流下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯

化镁，可以得到金属镁。

（

√

）√×√√√

关键能力

考向1合金与金属材料1.

（2025·湖南雅礼中学模拟）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，如飞

机发动机零件和火箭结构件√解析：铝和氧化铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱腐蚀，C错误。2.

镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用

化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中正确的是（

）A.

此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高B.

此合金能全部溶解于稀盐酸中C.

此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D.

此合金不能全部溶解于过量FeCl3溶液中解析：

合金的熔点比各成分金属的低，A错误；此合金属于镁和铝的

混合物，铝能与氢氧化钠溶液反应，但镁不能与氢氧化钠溶液反应，此合

金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中，C错误；镁、铝的还原性均大于铁，

则此合金能全部溶解于过量FeCl3溶液中，D错误。√考向2金属的冶炼3.

下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是（

）选项金属存在形式冶炼方法A金游离态金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼√解析：

钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取，而电解饱和食盐水得

到的是NaOH、H2和Cl2。同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由CO还

原Fe2O3制得，但在实际生活中，在铁轨焊接等方面时，是用铝热反应来制

取的。4.

（2026·陕西咸阳期初联考）工业上获得金属材料的方法多种多样，获

取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是（

）A.

利用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制Al耗能要小得多B.

通过热还原法可从赤铁矿中得到生铁，制取金属镁也可用此法C.

由Cu2S获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量D.

黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料√解析：

铝土矿制铝要消耗电能，则用铝土矿制Al比回收铝质饮料罐制

Al耗能要大得多，A错误；镁为活泼金属，需要使用电解法制取，B错误；

由硫化亚铜获取粗铜时，通入过量氧气，过量的氧气高温下会将反应生成

的铜氧化为氧化铜，降低铜的产量，C错误；黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2

是制备硫酸的原料，可以用于生产硫酸，氧化亚铁是炼铁的原料，可以用

于炼铁，D正确。（1）冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔

融时耗费更多能源，增加生产成本。（2）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合

物，熔融态不导电。加入冰晶石（Na3AlF6）的目的是降低Al2O3的熔化温

度。（3）用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。真题演练1.

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2025·新课标卷）硫酸铜具有杀菌作用，可用作饮用水消毒剂。

（

×

）

（4）（2025·浙江1月选考）硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，可用

作飞机材料。

（

√

）×√×√（5）（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。

（

√

）（6）（2024·广东高考）机械表中由钼、铬等元素组成的发条，其材质

属于合金。

（

√

）（7）（2024·湖南高考）《天工开物》记载用炉甘石（ZnCO3）火法炼

锌：2ZnCO3＋C

2Zn＋3CO2↑。

（

×

）√√×2.

（2025·江苏高考11题）探究含铜化合物性质的实验如下：步骤Ⅰ：取一定量5％

CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。步骤Ⅱ：将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀

均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显

现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现

红色物质。A.

步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu（NH3）4]SO4B.

步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色（Cu2＋）＜c蓝色（Cu2＋）C.

步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化下列说法正确的是（

）√

3.

（2024·山东高考14题改编）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。试管实验操作及现象甲滴加过量0.3

mol·L－1

HNO3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；倒掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐

渐消失乙滴加过量6

mol·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下列说法正确的是（

）A.

试管甲中新生成的沉淀为CuOB.

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（Ⅰ）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0.3

mol·L－1

HNO3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＋，Cu元

素的化合价由＋1价升至＋2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化

合价还由＋1价降至0价，新生成的沉淀为金属Cu，A错误；√

4.

（2024·吉林高考13题）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Cu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）：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D.

脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn√

课时跟踪检测

1.

（2024·甘肃高考1题）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.

甘之如饴解析：

纸的主要成分是纤维素，不涉及金属材料，A项错误；沙的主要

成分是硅酸盐，不涉及金属材料，B项错误；金和铁都是金属，C项正确；

饴指饴糖，糖类属于有机物，不涉及金属材料，D项错误。123456789101112√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.CuOB.Cu2OC.CuD.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。√1234567891011123.

化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是（

）A.

目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.

合金的熔点一般比其成分金属的熔点高C.

青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是

钢铁D.

铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀解析：

合金的熔点一般比其成分金属的熔点低，硬度大，B错误。√1234567891011124.

《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。√1234567891011125.

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√123456789101112解析：

根据金属活泼性顺序可知，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以

用焦炭热还原SnO2得到Sn，A正确；根据金属活泼性顺序可知，也可以用

热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe，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，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，D正确。123456789101112

A.

高温时稳定性：Cu2O＜CuOB.

样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂C.

如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解D.

若有14.4

g

Cu2O参加反应，则转移电子数为0.2NA√123456789101112

1234567891011127.

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，除去铜绿解析：

A项，应将反应后的液体缓慢倒入盛水的烧杯中，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水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。√1234567891011128.

（2025·四川绵阳中学诊断）《天工开物》中记载：“若造熟铁，则生

铁流出时相连数尺内，低下数寸筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数

人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不

正确的是（

）A.

金属冶炼方法由金属活动性决定B.

熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差C.

炒铁是为了降低铁水中的碳含量D.

该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工√123456789101112解析：

活动性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属

活动性决定，A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，B错误；炒铁过

程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，C正确；该冶炼方

法和近代往生铁水吹空气炼钢都是利用空气中O2氧化碳元素，其原理基本

相同，D正确。123456789101112

9.

下列有关金属冶炼的说法不正确的是（

）A.

用铝热法原理炼铁的反应中，1

mol

Fe3O4被Al还原成Fe，转移9

mol电

子B.

古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理C.

电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠元素被还原，氯元素被氧化D.

高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁√123456789101112解析：

1

mol

Fe3O4被Al还原成Fe时转移8

mol电子且铝热反应是Fe2O3和

Al反应，A错误；古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应是铁与硫酸铜发

生置换反应，B正确；电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，Na＋得电子被

还原，Cl－失电子被氧化，C正确；高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3

生成Fe和CO2，D正确。12345678910111210.

某化学实验小组设计了铝与相同浓度的不同铜盐溶液反应的实验方

案，具体实验操作与现象如下。实验序号实验操作实验现象①将铝片插入CuSO4溶液中长时间未观察到红色物质析出②将铝片插入Cu（NO3）2溶液中15

min后，铝片表面析出少量的红色物质，溶液颜色变化不明显③Ⅰ.将铝片插入CuCl2溶液中反应迅速、剧烈，溶液呈酱油色样（含[CuCl2]－）Ⅱ.将酱油色样溶液倒入大量水中产生白色沉淀（主要成分为CuCl）Ⅲ.取步骤Ⅱ反应后的上层清液，再插入铝片产生大量无色气体，反应结束后生成大量红色海绵绒状物质，溶液变成无色123456789101112下列说法错误的是（

）A.

可在实验①中加入NaCl固体，使铝片溶解C.

实验③的步骤Ⅲ中，无色气体为H2，Cl－在实验Ⅲ中起催化与破坏保护

膜的作用D.

相同条件下，Cu与等浓度的CuSO4溶液、Cu（NO3）2溶液、CuCl2溶液

均不反应√123456789101112

12345678910111211.

铜是人类祖先最早应用的金属，随着科学技术的发展不断开发出新的

用途，如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜，

部分工业流程如图：123456789101112C.

生产粗铜时发生的化学反应可能有：Cu2S＋2CuO

4Cu＋SO2↑下列化学方程式或离子方程式书写正确的是（

）√123456789101112

12345678910111212.

金属单质及其化合物在生产生活中应用非常广泛，废旧金属的回

收利用是重要研究课题。某学习小组在实验室中模拟利用含铜废料

（主要成分为Cu和CuO，还有少量的Al、Fe及其氧化物）生产胆矾，

其实验方案如下：123456789101112（1）上述流程中，将废铜料“研磨”的目的是

⁠

⁠