第10讲 金属材料及金属矿物的开发利用（讲）-2023年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）

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第10 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点 1 考查铜及其化合物的性质和应用
高频考点 2 考查铜及其化合物的制备
高频考点 3 考查合金的性质及应用
高频考点 4 考查金属矿物的开发与利用
高频考点 5 考查以金属及其化合物化工生产为背景的工艺流程分析
正文
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
知识点一　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＋S=====Cu2S。
③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===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) CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===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
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 H2＋CuO Cu ＋ H 2O H2＋Cu2O 2Cu ＋ H 2O
转化关系 4CuO=====2Cu2O＋O2↑
【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)2CuO＋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)2CO32CuO＋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 CuSO4·5H2O 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+O22CuO 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
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS2＋4O2=====Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
2Cu2S＋3O2======2Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S======6Cu＋SO2↑
(3)电解精炼铜：粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精
炼可得到纯度达 99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，铜在阳极上失电子变为 Cu2
＋，用纯铜棒作阴极，Cu2＋在阴极上得电子生成铜。
6．废铜综合利用常见化工流程
知识点二　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
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