第3章 3.第3节 金属资源的开发利用（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦金属资源开发利用，以高考真题与模拟题为载体，系统覆盖金属材料识别、提取流程分析及氧化还原、沉淀平衡等核心应用，体现化学观念与科学思维的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |金属材料判断|2题（真题1、模拟8）|概念辨析选择题|从物质组成与性质（如高碳钢成分）建立金属材料认知，体现“物质性质决定用途”的化学观念| |金属提取流程|8题（真题2-7、模拟9-12）|流程分析填空题|以高锰钴矿、钢渣等实际样品为情境，串联浸取、分离、沉淀等操作，融合氧化还原反应与溶度积计算，形成“原理→应用→定量分析”的科学思维链| |综合应用|2题（真题6、7）|综合解答题|结合晶胞结构、电解原理，考查物质转化与定量计算，强化科学探究与实践能力|

第3节 金属资源的开发利用 高考真题 1.★(2025四川,1,3分)材料是科技发展的基础。下列属于金属材料的是( ) A.制造电极的石墨烯 B.制造减震弹簧的高碳钢 C.制造防弹装甲的高强度芳纶纤维 D.制造耐温度剧变仪器的高硼玻璃 答案 B 2.★★(2025黑吉辽蒙,11,3分)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)=10-20.4,下列说法错误的是( ) A.硫酸用作催化剂和浸取剂 B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C.“浸出”时,3种金属元素均被还原 D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4 答案 C 3.★★★(2025山东,13,4分)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10-7。下列说法错误的是( ) A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 答案 A 4.★★(2025北京,16节选)(2)随着铅酸电池广泛应用,需要回收废旧电池材料,实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中,步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是 。  ②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 。  答案 (2)①脱除S,生成可溶于酸的Pb(OH)2 ②H2O2作还原剂,K2S2O8作氧化剂 5.★★(2025甘肃,16节选)研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺,部分流程如下: 已知:As2O3熔点314 ℃,沸点460 ℃ 分解温度:CuO 1 100 ℃,CuSO4 560 ℃,ZnSO4 680 ℃,PbSO4高于1 000 ℃ Ksp(PbSO4)=1.8×10-8 (1)设计焙烧温度为600 ℃,理由为 。  (2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3,该反应的化学方程式为 。  (3)酸浸的目的为 。  (4)从浸出液得到Cu的方法为 (任写一种)。  答案 (1)使As2O3变为蒸气,使CuSO4分解为CuO,便于后续分离 (2)2Na2S+Na2CO3+4SO2 3Na2S2O3+CO2 (3)使CuO溶解形成CuSO4溶液,与PbSO4分离 (4)加入更活泼的金属(如Fe)置换出Cu单质(或以惰性材料为阳极,纯铜作阴极电解浸出液) 6.(2025云南,15,14分)从褐铁矿型金—银矿(含Au、Ag、Fe2O3、MnO2、CuO、SiO2等)中提取Au、Ag,并回收其他有价金属的一种工艺如下: 已知:①金—银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。 ②25 ℃时,Mn(OH)2的Ksp为1.9×10-13。 回答下列问题: (1)基态Cu原子的价层电子排布式为 。  (2)“还原酸浸”时,MnO2反应的离子方程式为 。  (3)“浸金银”时,Au溶解涉及的主要反应如下: ①Au+5S2+[Cu(NH3)4]2+ [Au(S2O3)2]3-+[Cu(S2O3)3]5-+4NH3 ②4[Cu(S2O3)3]5-+16NH3+O2+2H2O 4[Cu(NH3)4]2++4OH-+12S2 上述过程中的催化剂为 。  (4)“沉铜”前,“滤液1”多次循环的目的为 。  (5)根据“还原酸浸”“氧化”,推断Fe3+、Cu2+、MnO2的氧化性由强到弱的顺序为 。  (6)25 ℃“沉铁”后,调节“滤液4”的pH至8.0,无Mn(OH)2析出,则c(Mn2+)≤ mol·L-1。  (7)一种锑锰(Mn3Sb)合金的立方晶胞结构如图。 ①该晶胞中,每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有 个。  ②NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为a nm,则晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。  答案 (1)3d104s1 (2)MnO2+S+2H+ Mn2++S+H2O (3)[Cu(NH3)4]2+ (4)富集Cu2+ (5)MnO2、Fe3+、Cu2+ (6)0.19 (7)①12 ② 7.(2025四川,17,15分)为了节约资源,减少重金属对环境的污染,一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟道灰(主要含有CuCl2、ZnCl2、CuO、ZnO、PbO、Fe2O3、SiO2等)进行研究,设计如下工艺流程,实现了铜和锌的分离回收。 回答下列问题: (1)铜元素位于元素周期表第 周期、第 族。  (2)“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中,铜盐发生反应的化学方程式为 。  (3)滤渣①中,除SiO2外,主要还有 。  (4)“中和除杂”步骤,调控溶液pH=3.5左右,发生反应的离子方程式为 。  (5)“深度脱氯”时,Cl-的存在使锌粉还原产生的Cu与Cu2+反应,生成能被空气氧化的CuCl沉淀,使Cl-被脱除。欲脱除1.0 mol Cl-,理论上需要锌粉 mol。  (6)CuCl可以通过 (填标号)将其溶解,并返回到 步骤中。  a.盐酸酸化、双氧水氧化 b.硫酸酸化、KMnO4氧化 c.硝酸酸化和氧化 d.硫酸酸化、双氧水氧化 (7)“电解分离”采用无隔膜电解槽,以石墨为阳极,铜为阴极。 ①“电解分离”时,阴极产生大量气泡,说明铜、锌分离已完成,其理由是  。  ②“电解分离”前,需要脱氯的原因有 。  答案 (1)四 ⅠB (2)2CuCl2+3Na2CO3+2H2O Cu2(OH)2CO3↓+4NaCl+2NaHCO3(合理即可) (3)PbSO4 (4)4Fe3++3Zn2(OH)2CO3+3H2O 4Fe(OH)3↓+6Zn2++3CO2↑ (5)0.5 (6)d 深度脱氯 (7)①阴极产生大量气泡说明溶液中已无Cu2+ ②防止Cl-在阳极放电产生Cl2而污染环境;Cl-可能干扰阴极铜的沉积,导致产品不纯(生成CuCl)或效率降低 高考模拟 8.★(2025江苏南京考前指导,8)铝及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是( ) A.铝合金硬度低,可用于航空工业 B.Al2O3熔点高,可用于电解冶炼铝 C.Al(OH)3有弱碱性,可用于治疗胃酸过多 D.KAl(SO4)2易溶于水,可用于净水 答案 C 9.★★(2026届福建漳平二中开学考,6)从炼钢粉尘(主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO)中提取锌的流程如下: “盐浸”过程中ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,并有少量Fe2+和Fe3+浸出。 下列说法不正确的是( ) A.1 mol [Zn(NH3)4]2+含16 mol σ键 B.“盐浸”过程中需补充NH3,防止浸液pH下降 C.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3 D.“沉锌”过程中得到的“滤液”可循环利用 答案 C 10.★★★(2026届湖南岳阳县一中开学考,9)一种以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有少量的Bi和Bi2O3等)为原料冶炼金属铋的工艺流程如图所示。 已知:①BiCl3水解生成难溶的BiOCl;②化合物中Bi通常呈+3价或+5价,NaBiO3具有强氧化性。下列说法错误的是( ) A.“溶浸”步骤加入盐酸的目的是提高铋的浸取率,抑制Bi3+的水解 B.“溶浸”步骤发生的主要反应为6FeCl3+Bi2S3 6FeCl2+2BiCl3+3S C.“置换”步骤发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2 D.流程中可循环利用的物质为FeCl3 答案 C 11.★★★(2025山东泰安二模,12改编)某小组设计如下工艺流程回收废电路板中的铜,下列说法正确的是( ) A.反应Ⅰ的离子方程式为Cu+H2O2+2NH3+2N [Cu(NH3)4]2++2H2O B.操作③使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒 C.操作④以石墨为电极材料,溶液pH增大 D.上述化工流程中可以循环使用的物质有NH3、NH4Cl、RH三种 答案 A 12.★★★(2025湖南邵阳三模,12)钴及其化合物在工业、电子等领域有着广阔的应用前景。一种从炼锌废渣(主要含钴、锌、铅、铁、锰的+2价氧化物或单质)中提取钴的部分工艺如下: 已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-44,Zn(OH)2和Al(OH)3的化学性质相似,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( ) A.已知Na2S2O8中的S元素的化合价为+6,1 mol Na2S2O8中含有2NA个过氧键 B.结合流程分析,Fe2+的还原性强于Co2+ C.使用FeS除去“滤液”中的Zn2+,pH越大越有利于除去“滤液”中的Zn2+ D.“氧化沉钴”的离子方程式为ClO-+2Co2++H2O+4OH- Cl-+2Co(OH)3↓ 答案 B 学科网（北京）股份有限公司 $