金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（學生版）-2025年高考化學一輪復習知識清單（新高考專用）

知識清單08金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用

清單速覽

知識點01單質(zhì)銅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)知識點02銅的氧化物和氫氧化銅的性質(zhì)

知識點03幾種常見的銅鹽知識點04金屬的冶煉

知識點05金屬材料與合金

思維導圖

核夕陶子排布

知識梳理

知識點01單質(zhì)銅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

梳理歸納

1.銅的原子結(jié)構(gòu)

—

①最高能級電子數(shù)—

電子排布式②最高能層電子數(shù)—

③未成對電子數(shù)—

④穩(wěn)定性Cu2+_—Cu+

價電子排布圖—

原子結(jié)構(gòu)示意

—

圖

周期表中位置第一■周期第____族，位于——區(qū)

_____________堆積:類型——型____型

4re：gyn

①堆積名稱I

<00

晶胞結(jié)構(gòu)(晶胞

②堆積方式???ABCABC???

參數(shù)apm)

③配位數(shù)—

④晶胞中含Cu的個數(shù)—

⑤晶胞密度p=____________

/V?、3

44兀/3/4兀

⑥空間利用率4x—4x—(-----a)

(p------——X100%=---------------X100%=

Q3a3

2.銅的物理性質(zhì)

(1)顏色：呈_色或____色

(2)三性：導電性、導熱性和延展性良好

3.與非金屬單質(zhì)反應

(1)與氧氣反應：條件不同，產(chǎn)物不同

①加熱：_________________

②常溫：_________________________________

(2)與其他非金屬反應

?S_Cl

①Cu一飛正熱一-------②Cu一一高2然一---------

4.與酸反應

(1)稀硫酸

①普通條件：Cu不能置換出出

②電解條件：__________________________________

(2)濃硫酸：_________________________________________

(3)濃硝酸：_______________________________________________

(4)稀硝酸：_______________________________________________

5.與鹽溶液反應

(1)硝酸銀：______________________________________

(2)氯化鐵：__________________________________________

6.單質(zhì)銅在化學實驗中的應用

(1)除去某種氣體中的—氣

銅

(2)乙醇催化氧化的催化劑

①催化原理：CU2CuOCH3cH2OH,CU

②催化反應：_____________________________________

(3)防止可燃性氣體燃燒回火的安全裝置

?X電爐紋(接電

H,(含少量0,)./.二J-

7.銅的冶煉

(1)濕法煉銅：O

(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅):

(3)粗銅中銅的含量為99.5%?99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純

度達99.95%?99.98%的銅。

電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，銅在陽極上失電子變?yōu)镃M+,用純銅棒作陰極，CM+在陰極上得電

子生成銅。

易錯辨析

1.銅的易錯知識點

(1)銅和氧氣在常溫下反應生成,在加熱條件下生成O

(2)通常利用反應2Cu+C>2^^2CuO除去混合氣體中的少量____，也可以作乙醇催化氧化的催化劑。

(3)在普通條件下Cu不能從稀硫酸中置換出力，但在一條件下Cu能從稀硫酸中置換出H2?

(4)銅為變價金屬，與Cb反應生成，與S反應生成,由此可知氧化性：C12>S?

(5)Cu與稀硫酸不反應，但在通入。2的條件下，Cu可在稀硫酸中逐漸溶解：

2.判斷正誤，正確的打錯誤的打“X”

⑴利用反應Cu2S+O2^^2Cu+SC>2制取粗銅，反應中被氧化的元素是Cu。()

(2)將鐵片和銅片用導線連接后置于稀H2sO4中，銅片上有氣泡產(chǎn)生，說明銅比鐵活潑。()

(3)銅比鋁先獲得成功冶煉的原因是銅礦較易被還原，鋁礦很難被還原。()

(4)過量的銅與濃硝酸反應一定沒有一氧化氮生成。()

(5)將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有紅色物質(zhì)析出，說明鐵比銅活潑。()

(6)將銅絲在空氣中加熱至紅熱后迅速伸入裝有乙醇的試管中，可聞到刺激性氣味。()

(7)將銅絲插入濃硫酸加熱，反應后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色。()

⑻將銅粉加入1.0mol-LTFe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn)。()

專項提升

I.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到實驗目的的是()

A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色

B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCb的生成

C.將CuCb溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCb固體

D.將表面有銅綠［CUzCOH)2co3］的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠

2.某研究小組用廢銅粉制取膽磯，設計了如下幾個實驗方案：

(l)Cu超就°，CuSC)4一蠹一硫酸銅溶液一虐-^CUSO4-5H2OO

(2)Cu一夕蔻--CuO'工硫酸銅溶液一滴看CuSO/SH?。。

(3)米空氣，稀硫酸M右74=1、A、+蒸發(fā)結(jié)晶-C八八

------"硫酸銅溶液------>CUS(V5H2O。

對三個方桌進行評價，你認為最好的是哪個方案?

*

知識點02銅的氧化物和氫氧化銅的性質(zhì)

1.氧化銅

(1)物性：粉末狀固體

rn.…H?、CO、C、Al

(2)弱氧化性:CuO------------------3-2^-----------------"Cu

?AI：______________________________

②C：_______________________________

③NH3：_______________________________

④乙醇：_______________________________

(3)熱不穩(wěn)定性

①反應：_______________________________

②原因：_______________________________

2.氧化亞銅

(1)物性：______色固體

(2)CU2。的晶胞(小黑點實心代表Cu原子)

①含CU2。數(shù)：

②配位數(shù)：Cu的配位數(shù)為；。的配位數(shù)為

&

(3)與酸反應(H+)______________________________

(4)與比反應____________________________________

(5)用途：作為紅色玻璃和搪瓷的著色劑

3.氫氧化銅

(1)物理性質(zhì)：_____色不溶于水的固體

(2)化學性質(zhì)

不穩(wěn)定性

CuO

②弱堿性：_________________________________________

②不穩(wěn)定性：_________________________________________

(3)弱氧化性：_______________________________________

1.氫氧化銅的易錯知識點

(1)氫氧化銅既能溶于酸又能溶于堿(氨水)，但它不是兩性氫氧化物。

(2)向硫酸銅溶液中滴加氨水的現(xiàn)象是：先產(chǎn)生__________,后沉淀溶解生成

(3)新制的氫氧化銅懸濁液具有性，可以用來檢驗0

(4)+1價的銅有較強的性，易被氧化劑氧化為+2價。

(5)+1價銅，在酸性條件下能發(fā)生歧化反應生成—和,利用這一原理可區(qū)別Cu和CU2。。向

紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質(zhì)為Cu?。，否則為Cu。反應的化學方程式為

2.判斷正誤，正確的打“J”，錯誤的打“義”

(DCuO是黑色固體，與水反應可生成Cu(OH)K)

2

(2)Cu20遇硝酸會被氧化成Cu+()

(3)CuO是黑色固體,與水反應生成CU(OH)2。()

?1專項提升

1.(1)已知酸性條件下有如下反應：2Cu+=Cu2++Cu。由于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，

可能產(chǎn)生Cu或CsO,兩者都是紅色固體。一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產(chǎn)物作了

驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下：

加入試劑稀硫酸濃硫酸、加熱稀硝酸濃硝酸

有紅色固體產(chǎn)生無色氣產(chǎn)生紅棕色

實驗產(chǎn)生無色

剩余和溶液體和溶液變氣體和溶液

現(xiàn)象氣體

變?yōu)樗{色為藍色變?yōu)榫G色

由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)物()

A.是Cu

B.是Cu2。

C.一定有Cu,一定有Cm。

D.一定有Cm。，可能有Cu

2.(1)黑色氧化銅在高溫下分解為磚紅色的012。,化學方程式為;磚紅

色的Cu2O與稀硫酸反應，溶液變藍，同時生成紅色的單質(zhì)銅，離子方程式

為。

(2)氫氧化銅,—色____________水的固體。其化學性質(zhì)及應用如下：

②弱堿性，加陽：不71

Cu

r--1不穩(wěn)定性?一C口\nI

反應①的化學方程式:；

反應②的離子方程式:o

的名稱為，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學

(3)CU2(OH)2CO3

方程式為可溶于稀硫酸，離子方程式為+

Cu2(0H)2co322CUO+CO2T+H2O,CU2(OH)2CO3+4H—

2+

2CU+CO2T+3H2OO

知識點03幾種常見的銅鹽

梳理歸納

1.可溶性銅鹽

(1)水解性：__________________________________

①防水解：加入相應的

②制無水物：在氣氛中加熱

CuCI2?H2O-^*CUCI2,

(2)與堿反應

①CU2+-3IT*____________________

②ci?+[cu(NH3)4]2+(_______色溶液)

(3)硫酸銅晶體(CuSO4-5H2O)

①物性：晶體，俗稱、

②結(jié)構(gòu)：[Cu(H2O)JSO4?H20

③晶體中存在的作用力：、、、

2.堿式碳酸銅

(1)俗名：或

(2)組成處理：___________________________

(3)化學性質(zhì)：具有Cu(OH)2和C11CO3的雙重性質(zhì)

①與鹽酸反應：______________________________________________

②熱分解反應：_______________________________________________

④與氫氣反應：_________________________________________________

④與鋁反應：_________________________________________________

3.CuCl（氯化亞銅）：為白色立方結(jié)晶或白色粉末，難溶于水，溶于_____________生成絡合物，不

溶于。用作催化劑、殺菌劑、媒染劑、脫色劑;冶金工業(yè);在氣體分析中用于和乙煥的測定。

CuCl的鹽酸溶液能吸收一氧化碳而生成復合物氯化抵基亞銅［Cu2cI2（CO）22H2O］（有毒!），所以此反應在

氣體分析中可用于測定混合氣體中co的量。

4.Cui：白色粉末，見光易分解變成棕黃色，不溶于水和乙醇，溶于濃硫酸和鹽酸，亦溶于液氨、碘化鉀、

氟化鉀溶液中。與氫氧化鈉作用生成氧化亞銅、碘化鈉和水。

5.CuS：黑色粉末，難溶于水及非氧化性強酸。

6.氫化亞銅（CuH）：是一種難溶物質(zhì)，CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應能產(chǎn)

生氣體。

2CuH+3cl2=2CuCb+2HCl（燃燒）；CUH+HC1=CUC1+H2t（常溫）

易錯辨析

1.銅鹽的易錯知識點

（1）CuS。,常用來檢驗某些氣體或液態(tài)有機物中微量—的存在，而不是用于除水。

（2）CuSO4溶液與過量氨水反應的過程：Ci|2+量幺量幺［Cu（NH3）J2+（_____色溶液）

（3）堿式碳酸銅可以認為是和組成的混合型化合物

（4）硫酸銅溶液和消石灰配制波爾多液，其殺菌原理是

2.正誤判斷，正確的打“J”，錯誤的打“X”

（1）銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物（）

（2）無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水（）

⑶將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕（）

（4）CUSO4-5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化（）

（5）用稀硝酸清除銅制品上的銅銹（）

（6）過量銅與濃硝酸反應，產(chǎn)生的氣體中有NO2、NO和H2（）

［專項提升

■

1.宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年色彩依然，其中綠色來自孔雀石顏料［主要

成分為Cu（OH）2-CuCC>3］,青色來自藍銅礦顏料［主要成分為CU（OH）2-2CUCO3］O下列說法錯誤的是（）

A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度

B.孔雀石、藍銅礦顏料不易被空氣氧化

C.孔雀石、藍銅礦顏料耐酸耐堿

D.CU(OH)2CUCO3中銅的質(zhì)量分數(shù)高于CU(OH)2-2CUCO3

2.孔雀石的主要成分為Cu2(0H)2cO3。某同學設計從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設孔雀石中雜質(zhì)不

溶于水和稀硫酸)：

|足量金屬粉末|

陪］①粉醐"稀硫吧由阿

(1)反應①能觀察到的現(xiàn)象是，有關反應

的化學方程式為.?

(2)反應②加入的金屬可能是，有關反應的離子方程式為o

(3)操作a可能的方法是，欲除掉的雜質(zhì)為；要從操作a

所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體，需要進行的操作是o

知識點04金屬的冶煉

梳理歸納

1.金屬在自然界中的存在

—在金屬化合物中，金屬元素都顯正價

一金、一等極少數(shù)金屬

2.金屬冶煉的一般步驟

富集治煉

利用氧化還原反應，用

除去雜質(zhì)，提高礦石

還原劑把礦石中的金屬

中有用成分的含量

離子還原成單質(zhì)

3.冶煉實質(zhì)：金屬的冶煉過程就是把金屬從態(tài)還原為—態(tài)的過程。即(寫反應通式,

用M表示金屬)。

4.冶煉依據(jù)：金屬離子的性強弱不同

5.冶煉方法

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu

一電解法一F-黑一長黑十罪二T

(1)電解法：冶煉金屬活潑性很強的金屬(如K、Ca、Na、Mg、Al等)

@2NaCI(熔融)里矍____________

②MgCk(熔融)里圜Vlg+CI2t

③2Al2Q(熔融)奧且

(2)熱還原法：用還原劑(C、CO、H2>Al、Na等)還原金屬活潑性介于Zn?Cu之間的金屬化合物。

@Fe2O3+3CO^=

②2CuO+C到=2Cu+CO2t

③WC)3+3H2^=W+3H2。

@TiCI4+4Na^=

@Cr2O3+2AI^^=

(3)熱分解法：用于冶煉不活潑金屬Hg、Ago

①2HgOA②2Ag2O^L4Ag+O2t

6.銅的冶煉“兩方法”

(1)濕法煉銅：Fe+CuSCh=。

(2)高溫煉銅

①工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得粗銅

2CuFeS2+4O2JfflS=Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)

2CU2S+3O210°七_____________________

2CU2O+CU2sLOO.___________________________

②電解精煉銅：用做陽極，失電子變?yōu)镃U+,用做陰極即可得精銅

易錯辨析

1.金屬冶煉的易錯知識點

(1)在化合物中金屬元素都顯正價，表現(xiàn)氧化性，但是處于中間價態(tài)的金屬還表現(xiàn)還原性。

(2)金屬冶煉的實質(zhì)是金屬陽離子電子被為金屬單質(zhì)。

(3)金屬越不活潑，其相應的金屬陽離子的氧化性越強，越容易被冶煉。

(4)熱還原法中使用的還原劑通常是碳單質(zhì)、一氧化碳和氫氣等。在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭,

但反應中真正作還原劑的是COo

(5)冶煉Mg時只能電解MgCb不能電解MgO,原因是

(6)冶煉A1時只能電解AI2O3不能電解AlCb，原因是。加入冰晶石(Na3AlF6)

的目的是o

(7)用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過電解精煉才能得到精銅。

2.用還原法來冶煉某些很活潑的金屬原理

850℃,

Na+KCl==Kt+NaCl

700―800℃,

2RbCl+Mg=，=MgCl2+2Rbt

主要運用了化學平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，汽化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進

行。

3.判斷正誤，正確的打“J”，錯誤的打“X”。

(1)冶煉鋁和鈉都可以用電解法。()

(2)所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應。()

(3)用焦炭和空氣反應產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物。()

(4)電解AlCb、FeCh、CuCb的混合溶液時，陰極上依次析出Cu、Fe、AL()

(5)火燒孔雀石煉銅是采用的焦炭法來冶煉金屬。()

(6)可以用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCL)溶液中的鈦來制取單質(zhì)鈦。()

(7)金屬在自然界中都以化合態(tài)存在，故金屬的冶煉就是將金屬從其化合物中置換出來。()

(8)濕法煉銅和火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生了還原反應。()

(9)工業(yè)上金屬A1是用電解熔融的氯化物制得的。()

(10)金屬不論是否活潑都比較難冶煉，鋁熱反應可以冶煉難熔金屬。()

［專項提升

1.古代煉丹的五金通常是指金、銀、銅、鐵、錫。下列說法錯誤的是()

A.用焦炭熱還原SnCh可得到Sn

B.用比還原FezCh可得到Fe

C.Cu2S與過量。2共熱產(chǎn)物中只含Cu

D.Ag2O直接熱分解可得到Ag

2.冶煉金屬常用以下幾種方法：

①熱分解法②以活潑金屬Na、Mg等作為還原劑③以C、CO或H2作為還原劑④電解法⑤利

用鋁熱反應原理還原

下列金屬各采用哪種方法冶煉最佳(用上述方法的序號填空)。

(l)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬。

(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬.

(3)Hg、Ag等不活潑金屬o

(4)V>Cr、Mn、W等高熔點金屬。

知識點05金屬材料、合金與復合材料

梳理歸納

一、金屬材料與合金的性質(zhì)

1.金屬材料:

黑色金屬材料有色金屬材料

鐵、銘、錦以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬材料及其合金

2.合金的組成和性能

(硬度一般比各成分金屬的大)

X—x|—M)J性能

2簿野磁)熔合金分金屬特性

°兀.性能

(熔點一般比的1分金屬都低)

(1)形成：所有成分在一定溫度范圍內(nèi)都是

(2)合金具有特性，如導電、傳熱等。

(3)合金硬度變大的原因：改變了金屬原子有規(guī)則的,使原子層間的相對滑動變得—

(4)合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的性質(zhì)仍然不變。

二、鐵合金

1.合金元素：主要是和

2.鐵合金分類：根據(jù)含碳的不同分類

(1)生鐵：含碳量2%?4.3%,硬度,抗壓、性脆、韌性

(2)鋼：含碳量0.03%?2%,硬度,延展性好、韌性、機械性能好

3.鋼的分類

(1)碳素鋼

低碳鋼|中碳鋼|高碳鋼|:公

0.3%0.6%2%白嫉里

②：韌性、焊接性好，但硬度低，用于制造鋼板、鋼絲和鋼管等

②:硬度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等

③:硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等

(2)合金鋼(特種鋼)

①形成：在碳素鋼中適量加入，使鋼的發(fā)生變化

②性能：強度、硬度,可塑性、韌性，耐磨，耐腐蝕等

③不銹鋼：合金元素主要是和

三、其他合金

1.鋁合金

(1)硬鋁

①合金元素：Cu、Mg、Si、Mn

②性能：密度、強度,具有較強的能力

(2)合金：制造飛機和宇宙飛船的理想材料

2.青銅：和合金，最早使用的合金

3.儲氫合金

(1)概念：能夠吸收氫氣，并與氫氣結(jié)合成的材料

(2)實用性要求

①儲氫量_____

②金屬氫化物形成，稍微加熱容易

③室溫下吸、放氫速率

(3)代表物：Ti-Fe合金,La-Ni合金

4.其他新型合金：鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金等

四、復合材料

(1)概念：將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的一種新型材料。

(2)組成

①基體：在復合材料中起作用。

②增強體：在復合材料中起作用。

⑶分類

合成樹脂基復合材料

①按基體/金屬基復合材料

陶瓷基復合材料

11顆粒增強復合材料

②按增強體形狀［夾層增強復合材料

纖維增強復合材料

(4)性能：既保持L發(fā)展了原來材料的長處，又能彌補原材料的不足。

(5)幾種常見的復合材料

增強體基體性能

玻璃鋼玻璃纖維合成樹脂強度大，密度小，耐腐蝕，電絕緣性

碳纖維增強

碳纖維