高考化學輪復習銅 金屬材料與礦物開發(含解析)

目奪市安危陽光實驗學校課時跟蹤檢測（十三）銅

金屬材料與礦物開發

1．平昌冬奧會“北京8 分鐘”主創團隊用石墨烯制作了－20 ℃能發熱4 h

的智能服飾； 用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35 m、重量僅為10 kg 的熊

貓木偶，向世界展現了的中國形象。下列說法不正確的是( )

A．石墨烯是能導熱的金屬材料

B．鋁合金是密度較低的金屬材料

C．碳纖維是耐低溫的無機非金屬材料

D．新型材料種類多、用途廣

解析：選A 石墨烯是碳的一種單質，屬于無機非金屬材料，故A錯誤；

鋁合金的密度小，強度大，屬于金屬材料，故B正確；碳纖維是由有機纖維經

碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，屬于無機非金屬材料，故C正確；

人們依據生產生活的需要研制出很多種用途不同的新型材料，如功能新型材料、

新的合金材料等，故D正確。

2．據央視新聞報道，考古人員在江西發掘一座距今2 000多年、迄今保存

最完好的西漢古墓。在古墓中有10余噸西漢銅錢。這些銅錢銹跡斑斑，銅銹的

主要成分可表示為CuHCO。下列有關判斷正確的是( )

225

A．銅銹中Cu和C的化合價均為＋2

B．銅質文物表面的銅銹可用稀硝酸除去

C．銅銹易溶于水

D．32 g銅生成銅銹轉移1 mol電子

解析：選D 銅銹中Cu為＋2價，C為＋4價，A項錯誤；稀硝酸能夠溶解

銅銹，也能溶解銅，除去銅質文物表面的銅銹應用稀硫酸或稀鹽酸，B項錯誤；

銅銹難溶于水，C項錯誤；銅生成銅銹時，銅由0價變為＋2價，32 g(0.5 mol)

銅生成銅銹時，轉移1 mol電子，D項正確。

3．下列有關金屬的工業制法中不正確的是( )

A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液

B．制鎂：用海水為原料，經一系列過程制得氯化鎂固體，電解熔融的氯化

鎂得鎂

C．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵

D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁，提純后電解熔融的氧化鋁得到鋁

解析：選A 鈉性質活潑，用電解熔融的氯化鈉方法制取，電解氯化鈉溶

液不能得到金屬鈉，故A錯誤；鎂性質活潑，用電解熔融的氯化鎂的方法制取，

故B正確；鐵性質較活潑，用熱還原反應制取，故C正確；氯化鋁為共價化合

物，熔融狀態不能電離，鋁性質活潑，工業上用電解氧化鋁的方法制取，故D

正確。

4．“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規則外形但不同于晶體的

固態物質。AlCuFe是二十世紀發現的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優

652312

良物理性能。下列有關這種擬晶的說法正確的是( )使得鋁成為一種應用廣泛的金屬材料，A正確；鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三

A．無法確定AlCuFe中三種金屬的化合價金屬，在工業上應用廣泛，B正確；在合金中加入適量稀土金屬能大大改善合

652312

B．AlCuFe的硬度小于金屬鐵金的性能，故稀土元素又被稱為冶金工業的維生素，C正確；銅綠主要成分是

652312

C．AlCuFe不可用作長期浸泡在海水中的材料Cu(OH)CO，D錯誤。

652312223

D．1 mol AlCuFe溶于過量的硝酸時共失去265 mol電子6．向CuSO酸性溶液中加入HO溶液，很快有大量氣體逸出，同時放熱。

652312422

解析：選C A項，擬晶AlCuFe是由三種金屬元素組成，由于金屬無負一段時間后，藍色溶液變為紅色渾濁(CuO)，繼續加入HO溶液，紅色渾濁又

652312222

價，根據化合價代數和為0的原則，三種金屬的化合價均可視作0價，錯誤；B變為藍色溶液，這個過程可以反復多次。下列關于上述過程的說法不正確的是

項，擬晶具有合金的某些優良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大，錯( )

誤；C項，AlCuFe與海水可以構成原電池，會加速金屬的腐蝕，因此不可用A．逸出氣體的主要成分是O

6523122

作長期浸泡在海水中的材料，正確；D項，溶于過量硝酸時，Al與Fe均變為＋B．HO既表現氧化性又表現還原性

3價，Cu變為＋2價，故1 mol AlCuFe失電子為65 mol×3＋23 mol×2＋C．Cu將HO還原

65231222

12 mol×3＝277 mol，錯誤。D．發生了反應：CuO＋HO＋4H===2Cu＋3HO

5．下列有關金屬的說法錯誤的是( )解析：選C Cu將HO氧化為O，A正確；“藍色溶液變為紅色渾濁(CuO)”

A．氧化膜使得性質活潑的金屬鋁成為一種應用廣泛的金屬材料說明銅離子被還原成CuO，HO表現了還原性，繼續加入HO溶液，紅色渾濁又

B．鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“21世紀是鈦的世紀”變為藍色溶液，說明發生了反應：CuO＋HO＋4H===2Cu＋3HO，CuO中＋1

C．在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能，因此，稀土元素價Cu 被氧化成＋2價Cu，HO又表現了氧化性，B、D正確；HO變為O，氧

又被稱為冶金工業的維生素元素化合價從－1變為0價，發生氧化反應，Cu將HO氧化，C錯誤。

D．出土的古代銅制品往往覆蓋著一層銅綠，主要成分是CuCO7．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是

3

解析：選D 鋁表面形成致密的氧化鋁薄膜可以保護內部的鋁不被氧化，( )

22

2＋

＋2＋

2222

2＋

2222

22222

＋2＋

22222

2＋

22222

2＋

22

選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷

銅綠的主要成分是堿式碳酸可用稀鹽酸除銅器表面的銅

A Ⅰ對；Ⅱ對；無

銅 綠

B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅制容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對；Ⅱ對；有

向硫酸銅溶液中通入氨氣，

把銅絲放在酒精燈火焰上灼

C 有藍色沉淀產生，過濾后灼Ⅰ對；Ⅱ對；有

燒，銅絲表面變黑

燒濾渣，最后變成黑色固體

藍色硫酸銅晶體受熱轉化為硫酸銅溶液可用作游泳池的

D Ⅰ錯；Ⅱ對；無

白色硫酸銅粉末是物理變化 消毒劑

解析：選D 稀鹽酸可以與堿式碳酸銅(銅綠的主要成分)反應，而且稀鹽

酸不與Cu反應，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠，Ⅰ、Ⅱ有因果關系，A錯

誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發生反應，所

以不能用銅制容器盛放濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水反應生成Cu(OH)，Cu(OH)

22

受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關系，C錯誤；藍色硫酸銅

晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末，屬于化學變化，CuSO可用作消毒劑，但與前

4

者沒有因果關系，D正確。

8．科學家研制出了一種新型的貯氫材料，這種鎂鋁合金的成分可表示為

MgAl；其貯氫和釋氫的原理可表示為MgAl＋17H17MgH＋12Al，

1712171222

貯氫

釋氫

下列有關說法正確的是( )

A．MgAl是離子化合物

1712

B．為防止金屬氧化，熔煉制備MgAl時通氮氣做保護氣

1712

C．732 g的合金能吸收380.8 L氫氣

D．該合金的熔點比鎂和鋁的熔點低

解析：選D 合金是加熱熔合而成的，不存在陰陽離子，不屬于離子化合

物，A項錯誤；Mg、Al為較活潑金屬，加熱時易和氮氣發生反應，可以通入氬

氣來防止金屬被氧化，不可以通氮氣做保護氣，B項錯誤；氫氣所處的狀況未

知，不能計算出氫氣的具體體積，C項錯誤；合金的熔點比各成分的熔點低，

該合金的熔點低于金屬鎂、金屬鋁的熔點，D項正確。

9．銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業的主角”。銅主要是由黃銅礦

煉制，焙燒時發生反應2CuFeS＋O=====CuS＋2FeS＋SO，其簡單流程如圖所示，

2222

高溫

下列說法正確的是( )

A．焙燒時硫元素全部轉化為二氧化硫

B．在焙燒時氧化劑只有氧氣

C．粗銅精煉時用粗銅作陰極

D．CuS可以用于火法煉制銅

2

解析：選D 由焙燒時的化學方程式可知，焙燒時只有部分硫元素轉化為

二氧化硫，故A錯誤；焙燒時Cu元素由＋2價降低到＋1價，S元素由－2價升

高到＋4價，氧氣中O元素由0價降低到－2價，則氧化劑為氧氣和CuFeS，故

2

B錯誤；粗銅精煉時用粗銅作陽極，故C錯誤；火法煉銅的原理為CuS＋O=====

22

高溫

2Cu＋SO，CuS可用于火法煉制銅，故D正確。

22

10．部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產物為FeO、CuO)共5.76 g，經如另外，某同學繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質量的關系曲線，

23

圖處理，下列說法正確的是( )如圖乙所示。

A．濾液A中的陽離子為Fe、Fe、H則下列分析正確的是( )

2＋3＋＋

B．樣品中Fe元素的質量為2.14 gA．圖甲中點和點對應物質的化學式分別為CuO和CuO

C．樣品中CuO的質量為4.0 gB．圖甲整個過程中共生成0.26 g水

D．＝448C．圖乙三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質量關系的曲線是A

V

解析：選D A項，生成的濾渣3.2 g是銅，金屬銅可以和Fe反應，所以D．圖甲中，到的過程中有0.01 mol電子發生了轉移

3＋

濾液A中一定不含有Fe，錯誤；B項，灼燒后的固體為FeO，其物質的量為解析：選D 0.98 g Cu(OH)的物質的量為0.01 mol，若全部生成CuO，

3＋

232

0.02 mol，鐵元素的物質的量為0.02 mol×2＝0.04 mol，質量為0.04 mol×56 則質量為0.01 mol×80 g·mol＝0.80 g，所以點對應的物質是CuO；若全

g·mol＝2.24 g，錯誤；C項，鐵元素的質量為2.24 g，而原來固體為5.76 g，部生成CuO，則質量為0.005 mol×144 g·mol＝0.72 g，所以點對應的物

－1－1

所以CuO的質量不超過5.76 g－2.24 g＝3.52 g，錯誤；D項，根據最后溶液高溫高溫

中的溶質為過量HSO和FeSO，而鐵元素的物質的量為0.04 mol，說明參加反

244

應的硫酸的物質的量為0.04 mol，含H 0.08 mol，其中部分H生成氫氣，另

＋＋

外的H和合金中的氧結合生成了水，由于合金中氧的物質的量為

＋

5.76 g－3.2 g－2.24 g

16 g·mol

－1

＝0.02 mol，它結合0.04 mol H，所以硫酸中有0.04

＋

mol H生成氫氣，即生成0.02 mol氫氣，狀況下的體積為448 mL，正確。

＋

11．銅有兩種常見的氧化物CuO和CuO。某學習小組取0.98 g(用精密天

2

平測量)Cu(OH)固體加熱，有銅的氧化物生成，其質量隨溫度變化如圖甲所示；

2

ab

2

ab

－1

a

2

b

質是CuO，A項錯誤；根據化學方程式Cu(OH)=====CuO＋HO、4CuO=====2CuO

2222

＋O↑可知，生成水的物質的量為0.01 mol，質量為0.01 mol×18 g·mol

2

－1

＝0.18 g，B項錯誤；CuO和其中所含Cu元素的質量關系(以CuO的質量為10 g

計算)為：

CuO ～ Cu

80 64

10 g 8 g

觀察圖乙可知，B曲線符合上述質量關系，表示的是CuO，C項錯誤；根據

反應方程式4CuO=====2CuO＋O↑可知，到的過程中有0.01 mol電子發生

高溫(Na)∶(Cu)∶(O)＝1∶1∶2，則X的化學式為NaCuO，固體混合物Y中含有

22

ab

了轉移，D項正確。

12．固體化合物X由3種元素組成。某學習小組進行了如下實驗：

請回答：

(1)由現象1得出化合物X含有______元素(填元素符號)。

(2)固體混合物Y的成分________(填化學式)。

(3)X的化學式________。

X與濃鹽酸反應產生黃綠色氣體，固體完全溶解，得到藍色溶液，該反應

的化學方程式是

____________________________________________________________________

____。

解析：固體化合物X在干燥的H中反應生成能使CuSO變藍色的氣體，說

24

明X中含有氧元素；固體混合物Y加水溶解得到1.28 g紫紅色固體單質，該單

質為Cu，物質的量為0.02 mol，得到的堿性溶液的焰色反應呈黃色，說明該堿

性溶液中存在Na，又固體化合物X由3種元素組成，則3種元素分別為O、Cu、

＋

Na，故該堿性溶液為NaOH溶液，與HCl恰好中和時消耗0.020 0 mol HCl，說

明NaOH的物質的量為0.020 0 mol，固體X中含有鈉元素的質量為0.46 g，根

據固體X的質量為2.38 g，可以求得氧元素的質量為0.64 g，則(O)＝0.04 mol，

n

nnn

2

Cu和NaOH。NaCuO與濃鹽酸反應產生黃綠色氣體Cl，并得到藍色溶液CuCl，

222

則反應的化學方程式為2NaCuO＋8HCl===2NaCl＋2CuCl＋Cl↑＋4HO。

2222

答案：(1)O (2)Cu和NaOH

(3)NaCuO

2

2NaCuO＋8HCl===2NaCl＋2CuCl＋Cl↑＋4HO

2222

13．CuCl是有機合成的重要催化劑，并用于顏料、防腐等工業。工業上由

廢銅料(含Fe、Al及SiO雜質)，生產CuCl的工藝流程如下：

2

物質 開始沉淀時的pH 沉淀完全時的pH

Fe(OH) 2.7 3.7

3

Cu(OH) 5.6 6.7

2

Al(OH) 3.8 4.7

3

已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀釋后可

－－

22

生成CuCl沉淀。

(1)煅燒的主要目的是

________________________________________________。

(2)操作Ⅰ為調節溶液的pH，范圍為________，加入的物質X可以是

________(填字母)。

A．CuO B．Cu(OH)

2

C．NaOH溶液 D．CaCO

3

(3)濾渣Ⅱ的主要成分是________。(5)根據電子守恒法配平即可。

(4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO可生成CuCl，請寫出反應的離子方程答案：(1)使銅轉化為可溶于酸的氧化物

－

22

式：(2)4.7≤pH＜5.6 ABC

________________________________________________________________(3)Fe(OH)和Al(OH)

________(4)2HO＋2Cu＋SO＋4Cl===2CuCl＋SO＋4H

________________________________________________________________(5)2Cu＋SOO===2CuCl↓＋SO＋2Cl＋H＋2H

________。14．某工業含銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO等成分，利用該含銅廢料

(5)工業上常用CuSO來制備CuCl，在提純后的CuSO溶液中加入一定量的可生產硝酸銅晶體[Cu(NO)·3HO]，生產的工藝流程如圖所示：

44322

NaSO和NaCl，加熱生成CuCl沉淀，該反應的離子方程式是回答下列問題：

23

__________________________。(1)“焙燒”過程中除生成SO的反應外，另外一個反應的化學方程式是

解析：(1)銅在廢銅料中主要以銅單質的形式存在，從流程圖知CuCl需從____________________________________________________________________

溶液中提取，故煅燒的目的是將銅轉化為溶于酸的氧化物。____。

(2)調節溶液的pH時，應保證Fe、Al完全沉淀，而Cu不能沉淀，溶(2)“酸化”過程為加快反應速率，可采用的措施有

3＋3＋2＋

液的pH應在4.7≤pH<5.6，加入物質X的目的是消耗H調節溶液的pH，但不__________________(寫出一條即可)，“酸化”的目的是

＋

能引入新雜質。______________________________________________________________

(3)溶液的pH在4.7≤pH<5.6時，Fe和Al完全轉化為相應的氫氧化物________________________________________________________________

3＋3＋

沉淀，濾渣Ⅱ的主要成分為Fe(OH)和Al(OH)。________。

33

(4)根據題給的反應物和生成物，再結合氧化還原反應的基本規律可寫出反(3)若試劑a為Zn，則“置換”的離子方程式為

應的方程式：2HO＋2Cu＋SO＋4Cl===2CuCl＋SO＋4H。_______________________________

2224

2＋－－2－＋

33

2＋－－2－＋

2224

2＋2－－2－＋

324

4

2

________________________________________________________________應”過程中無紅棕色氣體產生，由此推知反應不生成NO或NO，則反應的化學

________，方程式為Cu＋HO＋2HNO===Cu(NO)＋2HO。根據生成大量紅棕色氣體可知生

濾液中溶質的化學式是________。成的是NO，因還原劑為Cu，化合價由0升高至＋2，氧化劑為HNO，其中N的

(4)“淘洗”的作用是_________________________________________，化合價由＋5降低為＋4，由氧化還原反應中得失電子守恒可知該反應中還原劑

若圖中淘洗液的主要溶質與濾液的溶質相同，則試劑b是________。與氧化劑的物質的量之比為1∶2。(6)“反應”后的溶液為Cu(NO)，經過蒸發、

(5)“反應”一步中使用20% HNO和10% HO，整個過程無紅棕色氣體產生，結晶、過濾可得到目標產物。

322

則發生反應的化學方程式為

__________________________________________________________

________________________________________________________________

________；

若該步驟只使用20% HNO，隨著反應的進行，溫度升高，出現大量紅棕色

3

氣體，則還原劑與氧化劑的物質的量之比為________。

(6)“一系列操作”是指化學實驗操作，這些操作的名稱是

________________。

解析：(1)加熱條件下，Cu被O氧化為CuO。(2)將焙燒物粉碎可增大固體

2

物質與硫酸的接觸面積；升高反應溫度、增大反應物濃度均能加快化學反應速

率。“酸化”的目的是使CuO溶解轉化為Cu。(3)Zn的還原性比Cu強，故Zn

2＋

與Cu反應生成Cu和Zn；過濾后濾渣為Cu(含有Zn)，濾液為硫酸鋅溶液。

2＋2＋

(4)“淘洗”的目的是除去前面加入的過量鋅，因此試劑b為稀硫酸。(5)“反

2

223322

23

32

答案：(1)2Cu＋O2CuO

2

(2)將焙燒物粉碎、升高酸化溫度、適當提高硫酸濃度(任寫一條) 將CuO

轉化為Cu

2＋

(3)Zn＋Cu===Zn＋Cu ZnSO

2＋2＋

4

(4)除去過量的Zn 稀硫酸

(5)Cu＋HO＋2HNO===Cu(NO)＋2HO 1∶2

223322

(6)蒸發、結晶、過濾(或蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌)

15．(2020·郊聯體期末)一種新興材料——鈹日益被重視，有“超級金

屬”“尖端金屬”“空間金屬”之稱。工業上用綠柱石(主要成分為

3BeO·AlO·6SiO，還含有鐵等雜質)冶煉鈹的一種簡化工藝流程如下：

232

按元素周期表的對角線規則，Be和Al性質相似；幾種金屬陽離子的氫氧

化物沉淀時的pH如表。

Fe Al Fe Be

3＋3＋2＋2＋

開始沉淀時 2.7 3.3 7.6 5.2

沉淀完全時 3.7 5.0 9.7 8.8

回答下列問題：

(1)步驟②中將熔塊粉碎的目的是

______________________________________；

濾渣1的主要成分是__________。

(2)步驟③加入HO時發生反應的離子方程式為

22

______________________________，從濾液1中得到沉淀的合理pH為

__________(填序號)。

A．3.3～3.7 B．3.7～5.0

C．5.0～5.2 D．5.2～6.5

(3)步驟④不宜使用NaOH溶液來沉淀Be的原因是_______________。從溶

2＋

液中得到(NH)BeF的實驗操作是__________、過濾、洗滌、干燥。

424

(4)實驗室模擬步驟⑤裝置如圖，控制氨氣與氟化氫氣體體積比的方法是

__________。

(5)步驟⑥的反應類型是________，步驟⑦需要隔絕空氣的環境，其原因是

____________________________________________________________________

____。

(6)若綠柱石中BeO的含量為%，上述過程生產Be的產率為%，則1 t

ab

該綠柱石理論上能生產含鈹量2%的鍍銅合金________ t。

解析：(1)將熔塊粉碎的目的是增大與硫酸的接觸面積，提高浸取速率；根

據綠柱石的成分，熔煉過程中SiO與石灰石反應生成CaSiO，CaSiO與硫酸反

233

應生成CaSO和HSiO，即濾渣1的主要成分為HSiO。

42323

(2)濾液1中含有的陽離子有Fe、Al、Be、H，步驟③中加入HO，

2＋3＋2＋＋

22

HO把Fe氧化成Fe，即離子方程式為2H＋HO＋2Fe===2Fe＋2HO；步

2＋3＋＋2＋3＋

22222

驟③除去的是Fe、Al，加入氨水調節pH，使Fe、Al以Fe(OH)、Al(OH)

3＋3＋3＋3＋

33

形式沉淀，因此調節pH范圍是5.0≤pH<5.2，C正確。

(3)因為Be和Al的性質相似，即Be(OH)為氫氧化物，過量NaOH溶液會

2

溶解Be(OH)；從溶液中得到(NH)BeF的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過

2424

濾、洗滌、干燥。

(4)通過觀察廣口瓶中產生氣泡的速率調節流速，可控制氨氣與氟化氫氣體

的體積比。

(5)步驟⑥的反應類型為分解反應；Be和Al的性質相似，Mg是活潑金屬，

能與空氣中的氮氣、氧氣發生反應，因此需要隔絕空氣的環境。

(6)根據題意得出：1 t×%××%＝(合金)×2%，得出(合金)＝

abmm

9

25

1.8×10 t。

－3

ab

答案：(1)增大與硫酸的接觸面積，提高浸取速率 HSiO

23

(2)2H＋HO＋2Fe===2Fe＋2HO C

222

(3)過量NaOH溶液會溶解Be(OH) 蒸發濃縮、冷卻結晶

2

(4)通過觀察廣口瓶中產生氣泡的速率調節流速

(5)分解反應 高溫下，Mg(或鈹)與N、O等氣體發生反應，降低產率

22

(6)1.8×10

ab

－3

＋2＋3＋