2020年真题+高考模拟题 专项版解析 化学——13 元素及其化合物知识的综合应用（教师版）

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专题 13 元素及其化合物知识的综合应用
1．（2020 年新课标Ⅱ）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物
既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离
子膜只允许______离子通过，氯气的逸出口是_______(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数
δ[δ(X)= ，X为HClO 或ClO−]与pH 的关系如图(b)所示。HClO 的电离
常数 Ka值为______。
(3)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的 HgO 和Cl2反应来制备，该反应为
歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备 Cl2O的化学方程式为______。
(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为
NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到
ClO2溶液。上述过程中，生成 ClO2的反应属于歧化反应，每生成 1 mol ClO2消耗 NaClO2
的量为_____mol；产生“气泡”的化学方程式为____________。
(5)“84 消毒液”的有效成分为 NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是______(用离子方程
式表示)。工业上是将氯气通入到 30%的NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液，若 NaClO 溶液
中NaOH 的质量分数为 1%，则生产 1000 kg 该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
【答案】（1）Na+ a
2020 年高考真题
（2）10-7.5 （3）2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O
（4）1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O
（5）ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+ H2O 203
【解析】
【分析】（1）电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阳离子移向阴极室；
（2）由图 pH=7.5 时，c(HClO)=c(ClO-)，HClO 的Ka= =c(H+)；
（3）Cl2歧化为 Cl2O和Cl-；
（4）根据 5ClO2－＋4H＋=4ClO2＋Cl－＋2H2O，计算每生成 1molClO2，消耗的 NaClO2；碳
酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳；
（5）“84”中的 NaClO、NaCl 和酸性清洁剂混合后发生归中反应；根据 NaOH 质量守恒计
算；
【详解】（1）电解饱和食盐水，反应的化学方程式为 2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑，阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，氯气从 a口逸出，阴极氢离
子得到电子发生还原反应生成氢气，产生 OH-与通过离子膜的 Na+在阴极室形成 NaOH，故
答案为：Na+；a；
(2)由图 pH=7.5 时，c(HClO)=c(ClO-)，HClO 的Ka= =c(H+)=10-7.5；故答案为：
10-7.5；
（3）Cl2歧化为 Cl2O和Cl-，HgO 和氯气反应的方程式为：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O，故答案
为：2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O；
（4）5ClO2－＋4H＋=4ClO2＋Cl－＋2H2O，每生成 1molClO2，消耗 NaClO2为
=1.25mol；碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，方程式为：NaHCO3＋
NaHSO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑，故答案为:1.25mol；NaHCO3＋NaHSO4=Na2SO4＋H2O＋
CO2↑；
(5)“84”中的 NaClO、NaCl 和酸性清洁剂混合后发生归中反应，离子方程式为：ClO－＋Cl－
＋2H＋=Cl2↑＋H2O；设氯气为 xkg，则消耗的 NaOH 为kg，原氢氧化钠质量为
+1000Kg×0.01，由 NaOH 质量守恒：原溶液为 1000Kg-x，则 Kg+1000Kg×0.
01=（1000Kg-x)×0.3，解得 x=203Kg；故答案为：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O；203。
2．（2020 年江苏卷）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材
料α-Fe2O3。
其主要实验流程如下：
(1)酸浸：用一定浓度的 H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下
列措施能提高铁元素浸出率的有___________(填序号)。
A．适当升高酸浸温度
B．适当加快搅拌速度
C．适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使 Fe3+完全转化为 Fe2+。“还原”过程中
除生成 Fe2+外，还会生成___________(填化学式)；检验Fe3+是否还原完全的实验操作是___
___________。
(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入 NH4F溶液，使 Ca2+转化为 CaF2沉淀除去。若溶液的
pH 偏低、将会导致 CaF2沉淀不完全，其原因是___________[ ，
]。
(4)沉铁：将提纯后的 FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成 FeCO3沉淀。
①生成 FeCO3沉淀的离子方程式为____________。
②设计以FeSO4溶液、氨水- NH4HCO3混合溶液为原料，制备 FeCO3的实验方案：__。
（FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5）。
【答案】（1）AB
（2）H2 取少量清液，向其中滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
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