专题13 元素及其化合物知识的综合应用-2020年高考真题和模拟题化学分项汇编（解析版）

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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

（2）10-7.5 （3）2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O

2020 年高考真题

（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

（3）pH 偏低形成 HF，导致溶液中 F-浓度减小，CaF2沉淀不完全

（4）①或

②在搅拌下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液 pH 不大于 6.5；静置后过滤，所

得沉淀用蒸馏水洗涤 2~3 次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液，不出现白色沉淀

【解析】

【分析】铁泥的主要成份为铁的氧化物，铁泥用 H2SO4溶液“酸浸”得到相应硫酸盐溶液，向“酸浸”后

的滤液中加入过量铁粉将 Fe3+还原为 Fe2+；向“还原”后的滤液中加入 NH4F使Ca2+转化为 CaF2沉淀而除

去；然后进行“沉铁”生成 FeCO3，将 FeCO3沉淀经过系列操作制得 α—Fe2O3；据此分析作答。

【详解】(1)A．适当升高酸浸温度，加快酸浸速率，能提高铁元素的浸出率，A选；

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