专题04 化学资源的综合利用（3大题型）（上海专用）2026年高考化学一模分类汇编

专题04 化学资源的综合利用 4大考点概览 题型01 金属矿物的开发 题型02 锂的开发与利用 题型03 回收电解锰渣中锰和铅 金属矿物的开发 题型01 1．（2026·上海市杨浦区·一模）金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用，但是，在自然界中大多数金属元素以离子形式存在于矿石中。 （1）工业上通常根据金属元素________选择其冶炼的方法。 A．在地壳中的含量 B．正离子的氧化性 C．原子的价层电子数 D．单质的熔点 （2）元素周期表中大多数元素属于金属元素，下列表述中正确的是________。（不定项） A．s区都是金属元素 B．p区都不是金属元素 C．d、f区都是金属元素 D．过渡元素都是金属元素 已知：      （3）铝热反应：   。 A．    B．    C．282.7    D． 在室温下推动该反应能自发进行的因素是焓变吗？说明理由 。 （4）用下图装置进行铝热反应。对该实验的叙述，正确的是________。（不定项） A．放热反应，不需要加热 B．的作用是提供氧气，助Mg条燃烧引发反应 C．反应生成液态的铁 D．铝热反应仅用于制备少量铁，无其他工业应用价值 已知：①  ； ②的沸点：1105℃、Al的沸点：2327℃、Fe的熔点：1535℃。 （5）Mg的还原能力比Al更强，工业上却不用Mg还原的原因是： 。（列举两点） 工业上冶炼金属时，会结合原料、金属的性质等具体因素调整工艺。以下是以铅精矿（含PbS、）为主要原料冶炼金属Pb和Ag的流程（杂质不参与反应）。 （6）“热浸”时，难溶的PbS和转化为和及S。溶解等物质的量的PbS和时，消耗物质的量之比为 ；盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生 气体。 （7）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb，“电解Ⅰ”的阳极产物和尾液发生反应生成，生成的离子方程式为 。 （8）“还原”中加入铅精矿的目的是 。 （9）“置换”中选用的试剂X为________。 A．Al B．Zn C．Pb D．Ag （10）“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，用作 。 A．阴极    B．阳极 锂的开发与利用 题型02 2．（2026·上海市嘉定区·一模）自然界中Li含两种稳定的核素，丰度约占，丰度约占，通过同位素分离技术对天然锂进行富集，得到高浓度的或，在工业中发挥巨大用处。 常见的两种分离方法如下： ①锂汞齐法：锂盐溶液与锂汞齐(锂与汞形成的合金)相接触，在锂汞齐中富集，则被富集到水相中。 ②熔盐电解法：将LiBr和KBr的混合物加热到，通电，利用在熔融态下迁移速率的差异分离及。 （1）以下说法正确的是___________。 A．的相对原子质量为7 B．在自然界锂元素里所占的质量分数为 C．根据以上信息可得锂元素的相对原子质量 D．天然存在的锂元素里，和所占的丰度一般不变 （2）基于和的___________不同，能实现同位素分离技术。 A．化学性质 B．质量数 C．电子数 D．中子数 （3）常温下锂汞合金为 。 A．固体    B．液体    C．气体 （4）熔盐LiBr和KBr的混合物中，半径最大微粒的电子式为 。 （5）从绿色化学角度评价锂汞齐法的不足为 ；熔盐电解法的不足为 。(任写一点) 我国锂资源丰富，从盐湖卤水中提取Li的方法之一如下： 吸附过程原理： （6）关于吸附过程说法错误的是 。 A．吸附过程中涉及氧化还原反应 B．吸附过程中适度搅拌可以提高反应速率 C．吸附过程中搅拌速度过快易引起胶体的聚沉，影响吸附效果 （7）下图为不同pH时吸附容量(表示单位质量吸附剂吸附锂的质量)，分析时效果最佳的原因 。 （8）检验脱附步骤已经充分完成的方法为 。 (9)洗脱液中需通过加入沉淀剂得到高纯度的含锂物质，以下能作沉淀剂且更易生成沉淀的是___________。 已知：洗脱液中浓度为。 A． B．NaOH C． D． 回收电解锰渣中锰和铅 题型01 3．（2026·上海市静安区、闵行区、青浦区、金山区四区·一模）电解锰渣主要成分为MnO2、PbSO4和少量SiO2、CaSO4，实验室回收电解锰渣中锰和铅的实验如下： 分别称取两份质量均为1.250 g的电解锰渣样品。 实验一：回收锰 步骤I：向其中一份样品中加入适量稀H2SO4、2%H2O2溶液，充分反应，使MnO2转化为MnSO4。过滤，得到浸出液和富铅渣。 步骤II：浸出液经处理后，电解得到金属锰0.054 g。 （1）步骤I中，H2O2主要作______。 A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．氧化剂和还原剂 步骤I中，相同条件下，反应温度对浸出液中锰含量、c(H2SO4)对富铅渣中铅含量的影响如图1、图2。 已知：； （2）图1中，温度升高至75℃以上，浸出液中锰含量下降的原因是 ；图2中，温度不变，随着c(H2SO4)增加，富铅渣中铅含量增大的原因是 。（各写一条） 实验二：锰回收率测定 步骤I：向另一份1.250 g的样品中加入过量的稀H2SO4和50.00 mL 0.1000 mol·L-1 Na2C2O4溶液，充分反应，使样品中的MnO2全部转化为MnSO4： 步骤II：过滤，将滤液稀释至250 mL。 步骤III：取25.00 mL上述溶液，用0.01000 mol·L-1 KMnO4酸性溶液滴定： 进行平行实验，平均消耗KMnO4酸性溶液16.00 mL。 （3）滴定终点的判断： 。 （4）已知：。 通过实验一和实验二，计算电解锰渣中锰回收率= 。（结果保留至小数点后2位） （5）下列操作中，会导致锰回收率测定结果偏低的是______。 A．未用KMnO4酸性溶液润洗滴定管 B．装入待测液前，锥形瓶有蒸馏水残留 C．滴定过程中，锥形瓶液体溅出 D．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失 实验三：回收铅 将实验一所得富铅渣通过以下流程回收铅： （6）浸出渣M的主要成分为 。 （7）检验滤液N中的方法是 。 （8）试剂X为______。 A．BaCl2 B．Ba(OH)2 C．Ba(NO3)2 D．(CH3COO)2Ba (9)用一定浓度的CH3COONH4溶液浸出铅元素的反应为：通过计算说明，不用CH3COOH溶液浸取PbSO4的原因 。 已知：Ksp(PbSO4)=10-7.6；；；Ka(CH3COOH)=10-4.7。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学资源的综合利用 4大考点概览 题型01 金属矿物的开发 题型02 锂的开发与利用 题型03 回收电解锰渣中锰和铅 金属矿物的开发 题型01 1．（2026·上海市杨浦区·一模）金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用，但是，在自然界中大多数金属元素以离子形式存在于矿石中。 （1）工业上通常根据金属元素________选择其冶炼的方法。 A．在地壳中的含量 B．正离子的氧化性 C．原子的价层电子数 D．单质的熔点 （2）元素周期表中大多数元素属于金属元素，下列表述中正确的是________。（不定项） A．s区都是金属元素 B．p区都不是金属元素 C．d、f区都是金属元素 D．过渡元素都是金属元素 已知：      （3）铝热反应：   。 A．    B．    C．282.7    D． 在室温下推动该反应能自发进行的因素是焓变吗？说明理由 。 （4）用下图装置进行铝热反应。对该实验的叙述，正确的是________。（不定项） A．放热反应，不需要加热 B．的作用是提供氧气，助Mg条燃烧引发反应 C．反应生成液态的铁 D．铝热反应仅用于制备少量铁，无其他工业应用价值 已知：①  ； ②的沸点：1105℃、Al的沸点：2327℃、Fe的熔点：1535℃。 （5）Mg的还原能力比Al更强，工业上却不用Mg还原的原因是： 。（列举两点） 工业上冶炼金属时，会结合原料、金属的性质等具体因素调整工艺。以下是以铅精矿（含PbS、）为主要原料冶炼金属Pb和Ag的流程（杂质不参与反应）。 （6）“热浸”时，难溶的PbS和转化为和及S。溶解等物质的量的PbS和时，消耗物质的量之比为 ；盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生 气体。 （7）将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb，“电解Ⅰ”的阳极产物和尾液发生反应生成，生成的离子方程式为 。 （8）“还原”中加入铅精矿的目的是 。 （9）“置换”中选用的试剂X为________。 A．Al B．Zn C．Pb D．Ag （10）“电解Ⅱ”中将富银铅泥制成电极板，用作 。 A．阴极    B．阳极 【答案】（1）B （2）CD （3）D 当时，反应能自发进行，该反应的为很大的负值，而熵变很小，说明该反应在室温下能自发进行，故在室温下推动该反应自发进行的因素主要是焓变 （4）BC （5）①Mg的价格比Al高，成本更高；②Mg的沸点低于铝热反应的温度，Mg易挥发，利用率低；③Mg还原性过强，反应过于剧烈，不易控制； （6）1:1 H2S （7） （8）将过量的Fe3+还原为Fe2+ （9）C （10）阳极 【分析】“热浸”时，难溶的和转化为和及单质硫，被还原为，过滤I除掉单质硫滤渣，滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCl2又转化为，电解得到Pb；过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3，故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2，试剂X将置换为Ag，得到富银铅泥，试剂X为铅，尾液为FeCl2，据此解题。 （1）工业上根据金属阳离子的氧化性强弱选择冶炼方法，氧化性弱的金属阳离子对应的金属通常用电解法，氧化性强的用热还原法等； 故选B； （2）A．s区含有H元素，不都是金属元素，A错误；      B．p区包含金属元素（如Al、Pb等）和非金属元素，B错误； C．d区、f区均为金属元素，C正确；    D．过渡元素全部为金属元素，D正确； 故选CD。 （3）将方程式进行标号，①  ；②  ，根据盖斯定律可知，目标方程式=①×3-②×3，即，故选D；当时，反应能自发进行，该反应的为很大的负值，而熵变很小，说明该反应在室温下能自发进行，故在室温下推动该反应自发进行的因素主要是焓变； （4）A．该反应放热但需要加热引发，A错误；      B．的作用是提供氧气，助Mg条燃烧引发反应，B正确； C．反应生成的铁是熔融态，C正确；    D．铝热反应除制备少量铁，还可用于焊接钢轨等工业应用，D错误； 故选BC。 （5）Mg的还原能力比Al更强，工业上却不用Mg还原的原因是：①Mg的价格比Al高，成本更高；②Mg的熔点低于铝热反应的温度，Mg易挥发，利用率低；③Mg还原性过强，反应过于剧烈，不易控制； （6）“热浸”时，将和中-2价的硫离子氧化为单质硫，被还原为，在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变，所以和的物质的量相等时，硫离子物质的量相等，消耗的物质的量相等，即比值为1：1；溶液中盐酸浓度过大，氢离子浓度会过大，会生成H2S气体； （7）“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为，电解溶液制备金属，在阴极产生，阳极Cl-放电产生Cl2， 尾液成分为FeCl2，FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3，生成FeCl3的离子方程式为：； （8）过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+，根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+； （9）“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥，为了防止引入其他杂质，则试剂X应为Pb；故选C； （10）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，电解Ⅱ得到金属银和金属铅，将银和铅分离出来，所以不可能作为阴极，应作为阳极板，阳极放电时，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子为Pb2+，阴极得电子得到Pb，所以电极板应作阳极。 锂的开发与利用 题型02 2．（2026·上海市嘉定区·一模）自然界中Li含两种稳定的核素，丰度约占，丰度约占，通过同位素分离技术对天然锂进行富集，得到高浓度的或，在工业中发挥巨大用处。 常见的两种分离方法如下： ①锂汞齐法：锂盐溶液与锂汞齐(锂与汞形成的合金)相接触，在锂汞齐中富集，则被富集到水相中。 ②熔盐电解法：将LiBr和KBr的混合物加热到，通电，利用在熔融态下迁移速率的差异分离及。 （1）以下说法正确的是___________。 A．的相对原子质量为7 B．在自然界锂元素里所占的质量分数为 C．根据以上信息可得锂元素的相对原子质量 D．天然存在的锂元素里，和所占的丰度一般不变 （2）基于和的___________不同，能实现同位素分离技术。 A．化学性质 B．质量数 C．电子数 D．中子数 （3）常温下锂汞合金为 。 A．固体    B．液体    C．气体 （4）熔盐LiBr和KBr的混合物中，半径最大微粒的电子式为 。 （5）从绿色化学角度评价锂汞齐法的不足为 ；熔盐电解法的不足为 。(任写一点) 我国锂资源丰富，从盐湖卤水中提取Li的方法之一如下： 吸附过程原理： （6）关于吸附过程说法错误的是 。 A．吸附过程中涉及氧化还原反应 B．吸附过程中适度搅拌可以提高反应速率 C．吸附过程中搅拌速度过快易引起胶体的聚沉，影响吸附效果 （7）下图为不同pH时吸附容量(表示单位质量吸附剂吸附锂的质量)，分析时效果最佳的原因 。 （8）检验脱附步骤已经充分完成的方法为 。 (9)洗脱液中需通过加入沉淀剂得到高纯度的含锂物质，以下能作沉淀剂且更易生成沉淀的是___________。 已知：洗脱液中浓度为。 A． B．NaOH C． D． 【答案】（1）D （2）BD （3）B （4）    （5）汞有毒，易造成环境污染，危害人体健康 需加热到 500℃，能耗高(或电解过程会产生有毒气体，答一点即可) （6）A （7）pH过低时，溶液中的浓度较高，会抑制水解生成吸附剂，吸附剂生成不足；pH过高时， Al(OH)3​溶解，吸附剂结构被破坏。pH=7时，OH-浓度适中，吸附剂活性最高，吸附效果最佳 （8）取最后一次的洗脱液，用焰色反应检验：若洗脱液进行焰色反应时，无紫红色火焰（锂元素的焰色），则说明脱附已充分完成； (9)C 【解析】（1）A．的质量数为 7，但相对原子质量是其实际原子质量与原子质量的比值，数值接近7但不等于7，A 错误； B．题目中丰度约占 7.52%” 指的是原子个数百分比（原子丰度），不是质量分数，B 错误； C．元素的相对原子质量需要各同位素的相对原子质量和丰度共同计算，题目仅给出质量数，非精确相对原子质量，无法算出准确值，C 错误； D．天然存在的稳定同位素，其丰度在自然界中一般保持不变，D 正确； 故选D。 （2）和的质子数相同，中子数分别为3和4，因此质量数不同。同位素分离技术正是利用了二者质量数和中子数的差异，导致物理性质不同，从而实现分离，故选BD。 （3）汞在常温下为液体，合金熔点通常低于组分金属，故锂汞合金常温下为液体，故选B。 （4）在LiBr和KBr中，存在的离子有、、。根据离子半径规律：同一主族，离子半径随核电荷数增加而增大，故半径：。同一周期主族元素，阴离子半径大于阳离子半径，故半径：。因此，半径最大的是 。的电子式为 。 （5）从绿色化学角度，锂汞齐法的不足为汞有毒，易造成环境污染，危害人体健康。熔盐电解法的不足为：需加热到500℃，能耗高；或电解过程会产生有毒气体。 （6）分析：从盐湖卤水（含LiCl ）中提取的流程，是利用与 在特定pH下反应生成的吸附剂（如），对卤水中的进行选择性吸附富集；经固液分离后，再通过蒸馏水洗脱，将从吸附剂上解吸进入洗脱液，实现的提取与初步纯化。 A．反应中所有元素的化合价均未发生变化，因此不涉及氧化还原反应，A 错误； B．适度搅拌可以增大反应物接触面积，提高反应速率，B 正确； C．搅拌速度过快会破坏胶体的稳定性，引起胶体聚沉，影响吸附效果，C 正确； 故选A。 （7）pH过低时，溶液中的浓度较高，会抑制水解生成吸附剂，吸附剂生成不足；pH过高时， Al(OH)3​溶解，吸附剂结构被破坏。pH=7时，OH-浓度适中，吸附剂活性最高，吸附效果最佳。 （8）取最后一次的洗脱液，用焰色反应检验：若洗脱液进行焰色反应时，无紫红色火焰（锂元素的焰色），则说明脱附已充分完成； （9）计算生成氢氧化锂沉淀所需的最小：； 生成氢氧化锂沉淀所需的最小 ：；溶解度较大，与也不会反应生成沉淀，因此是更易生成沉淀的沉淀剂，故选C。 回收电解锰渣中锰和铅 题型01 3．（2026·上海市静安区、闵行区、青浦区、金山区四区·一模）电解锰渣主要成分为MnO2、PbSO4和少量SiO2、CaSO4，实验室回收电解锰渣中锰和铅的实验如下： 分别称取两份质量均为1.250 g的电解锰渣样品。 实验一：回收锰 步骤I：向其中一份样品中加入适量稀H2SO4、2%H2O2溶液，充分反应，使MnO2转化为MnSO4。过滤，得到浸出液和富铅渣。 步骤II：浸出液经处理后，电解得到金属锰0.054 g。 （1）步骤I中，H2O2主要作______。 A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．氧化剂和还原剂 步骤I中，相同条件下，反应温度对浸出液中锰含量、c(H2SO4)对富铅渣中铅含量的影响如图1、图2。 已知：； （2）图1中，温度升高至75℃以上，浸出液中锰含量下降的原因是 ；图2中，温度不变，随着c(H2SO4)增加，富铅渣中铅含量增大的原因是 。（各写一条） 实验二：锰回收率测定 步骤I：向另一份1.250 g的样品中加入过量的稀H2SO4和50.00 mL 0.1000 mol·L-1 Na2C2O4溶液，充分反应，使样品中的MnO2全部转化为MnSO4： 步骤II：过滤，将滤液稀释至250 mL。 步骤III：取25.00 mL上述溶液，用0.01000 mol·L-1 KMnO4酸性溶液滴定： 进行平行实验，平均消耗KMnO4酸性溶液16.00 mL。 （3）滴定终点的判断： 。 （4）已知：。 通过实验一和实验二，计算电解锰渣中锰回收率= 。（结果保留至小数点后2位） （5）下列操作中，会导致锰回收率测定结果偏低的是______。 A．未用KMnO4酸性溶液润洗滴定管 B．装入待测液前，锥形瓶有蒸馏水残留 C．滴定过程中，锥形瓶液体溅出 D．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失 实验三：回收铅 将实验一所得富铅渣通过以下流程回收铅： （6）浸出渣M的主要成分为 。 （7）检验滤液N中的方法是 。 （8）试剂X为______。 A．BaCl2 B．Ba(OH)2 C．Ba(NO3)2 D．(CH3COO)2Ba (9)用一定浓度的CH3COONH4溶液浸出铅元素的反应为：通过计算说明，不用CH3COOH溶液浸取PbSO4的原因 。 已知：Ksp(PbSO4)=10-7.6；；；Ka(CH3COOH)=10-4.7。 【答案】（1）C （2）H2O2受热分解，且MnO2可以催化H2O2分解 增加时，增大，的沉淀溶解平衡逆向移动，析出更多，从而使铅渣中铅含量增大 （3）滴入最后半滴KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 （4）98.18% （5）C （6）， （7）取少量滤液N于试管中，先加稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明滤液中含有 （8）D (9)我们可以通过计算比较两种方法的浸出能力，已知反应：该反应可由下面两个反应相加得到：因此，，若用浸出，反应为，，，，说明用浸出的反应平衡常数极小，反应程度非常小，几乎无法进行，因此不能用溶液浸出。 【分析】实验一：样品中加入适量稀H2SO4、2%H2O2溶液，使MnO2转化为MnSO4，H2O2做还原剂，过滤，得到浸出液和富铅渣；实验二，用过量Na2C2O4溶液使MnO2全部转化为MnSO4，再用反滴定剩余Na2C2O4，求Mn含量；实验三可以通过计算比较两种方法的浸出能力，解释不能用溶液浸出的原因。 【解析】（1）题目中加H2O2溶液，使MnO2转化为MnSO4，Mn从+4价降到+2价，被还原，所以H2O2做还原剂。 （2）①H2O2不稳定，温度升高至75℃以上，H2O2受热分解，且MnO2可以催化H2O2分解，导致还原剂不足，浸出液中的锰元素减少； ②增加时，增大，使沉淀溶解平衡逆向移动，析出更多，从而使铅渣中铅含量增大。 （3）用KMnO4滴定草酸，当草酸反应完，再滴入半滴KMnO4溶液时，会呈现出浅紫红色，所以滴定终点的现象为：滴入最后半滴KMnO4溶液，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不褪色； （4）滴定反应，25 mL溶液中，则250 mL溶液中，与MnO2反应的，由可知，，故。 （5）A．未用润洗滴定管，导致浓度偏低，消耗体积偏大，偏大，浓度偏高，回收率偏高，A不符合题意； B．锥形瓶有蒸馏水残留，对溶质物质的量无影响，无影响，B不符合题意； C．锥形瓶液体溅出，导致损失，消耗体积偏小，计算出的过量偏少，与MnO2反应的偏多，最终计算出的Mn总质量偏大，回收率偏低，C符合题意； D．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失，导致消耗体积偏大，计算出的过量偏多，与MnO2反应的偏少，最终计算出的Mn总质量偏小，回收率偏高，D不符合题意； 故答案选C。 （6）浸出渣M的主要成分富铅渣主要含，，，用溶液浸出时，与反应进入溶液，而和不溶解，故浸出渣M的主要成分为，。 （7）取少量滤液N于试管中，先加稀盐酸酸化(排除、、等干扰)，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明滤液中含有； （8）试剂X的选择试剂X的作用是沉淀，同时不引入新杂质，且不能与反应： A．BaCl2引入杂质，A不符合题意； B．Ba(OH)引入，可能沉淀，B不符合题意； C．引入杂质，C不符合题意； D．提供沉淀，且为体系原有离子，不引入新杂质，D符合题意； 故答案选D。 （9）不用浸出的原因：我们可以通过计算比较两种方法的浸出能力，已知反应：该反应可由下面两个反应相加得到：因此，，若用浸出，反应为，，，，说明用浸出的反应平衡常数极小，反应程度非常小，几乎无法进行，因此不能用溶液浸出。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $