备战高考化学知识点过关培优训练镁及其化合物及详细答案.docx

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备战高考化学知识点过关培优训练镁及其化合物及详细答案

备战高考化学知识点过关培优训练∶镁及其化合物及详细答案

一、镁及其化合物

1．已知X溶液有如图所示转化关系：

（1）根据上述转化关系，写出下列物质的化学式：

X_____、Y_______、Z________、试剂甲________，试剂乙__________。

（2）写出上述各步反应①~④的离子方程式：

①__________________________________；②____________________________；

③___________________________________；④_____________________________。

【答案】MgSO4Mg（OH）2MgCl2BaCl2AgNO3SO42-+Ba2+═BaSO4↓Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2OAg++Cl-═AgCl↓

【解析】

【分析】

X与硝酸钡反应得到硝酸镁，则X含有镁离子，且阴离子与钡离子反应生成沉淀，可推知X为MgSO4，结合转化关系，可知Y为Mg（OH）2、Z为MgCl2、试剂甲为BaCl2，试剂乙为AgNO3，据此解答。

【详解】

（1）X与硝酸钡反应得到硝酸镁，则X含有镁离子，且阴离子与钡离子反应生成沉淀，可推知X为MgSO4，结合转化关系，可知Y为Mg（OH）2、Z为MgCl2、试剂甲为BaCl2，试剂乙为AgNO3；

（2）反应①的离子方程式为：

SO42-+Ba2+═BaSO4↓；

反应②的离子方程式为：

Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；

反应③的离子方程式为：

Mg（OH）2+2H+═Mg2++2H2O；

反应④的离子方程式为：

Ag++Cl-═AgCl↓。

2．下图中A～J分别代表相关反应的一种物质．已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出．

请填写以下空白：

（1）A的化学式____________；

（2）写出反应①②的化学方程式：

①_____________，②___________；

（3）写出反应③的离子方程式：

_______________________；

（4）在反应④中，当生成标准状况下2.24LG时，转移电子数为________mol。

【答案】NH4HCO32Mg+CO2

2MgO+C；4NH3+5O2

4NO+6H2ONH4++HCO3-+2OH-

NH3↑+CO2↑+2H2O0.2

【解析】

【分析】

A受热能分解，分解得到等物质的量的B、C、D，且A与碱反应生成D，则A为酸式盐或铵盐，C能和过氧化钠反应，则C为水或二氧化碳，镁条能在B中燃烧，则B为二氧化碳或氧气，因为A受热分解生成B、C、D，则B为二氧化碳，C为水，水和过氧化钠反应生成NaOH和O2，D能在催化剂条件下反应生成H，则D是NH3，G是O2，H是NO，I是NO2，J是HNO3，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，则E是MgO，F是C，通过以上分析知，A为NH4HCO3，据此分析解答。

【详解】

（1）通过以上分析知，A是NH4HCO3，故答案为NH4HCO3；

（2）反应①为镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应方程式为：

2Mg+CO2

2MgO+C；反应②在催化剂、加热条件下，氨气被氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：

4NH3+5O2

4NO+6H2O，故答案为2Mg+CO2

2MgO+C；4NH3+5O2

4NO+6H2O；

（3）反应③为在加热条件下，碳酸氢铵和氢氧化钠反应生成氨气、二氧化碳和水，离子方程式为：

NH4++HCO3-+2OH-

NH3↑+CO2↑+2H2O，故答案为NH4++HCO3-+2OH-

NH3↑+CO2↑+2H2O；

（4）反应④为水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，当生成标况下2.24L 氧气时转移电子的物质的量=

×2×（1−0）=0.2mol，故答案为0.2。

3．已知A、B、C、D组成的元素都属于短周期，它们之间的简单转化关系如图所示。

请按要求写出有关反应的化学方程式：

（1）若其中A、D为单质且同主族，B、C为氧化物：

（该反应在工业上有重要用途）。

（2）若A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水：

。

（3）若A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体：

。

（4）若A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物：

。

【答案】（共8分）

（1）2C+SiO2

Si+2CO↑

（2）2F2＋2H2O===4HF＋O2

（3）SO2＋2H2S===3S＋2H2O

（4）2Mg+CO2

2MgO+C。

【解析】

【分析】

（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，D为Si，C为CO；

（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D为O2，符合转化关系；

（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，D为硫；

（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，A为Mg，B为CO2，C为MgO，D为C单质。

【详解】

（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，反应方程式为：

2C+SiO2

Si+2CO↑；

综上所述，本题正确答案：

2C+SiO2

Si+2CO↑；

（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D为O2，符合转化关系，反应方程式为：

2F2+2H2O═4HF+O2；

综上所述，本题正确答案：

2F2+2H2O═4HF+O2；

（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，反应方程式为：

SO2+2H2S═3S+2H2O；

综上所述，本题正确答案：

SO2+2H2S═3S+2H2O；

（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，反应方程式为：

2Mg+CO2

2MgO+C；

综上所述，本题正确答案：

2Mg+CO2

2MgO+C。

4．置换反应的通式可表示为：

请回答下列问题：

（1）若甲为黄绿色气体，单质乙能使淀粉溶液变蓝色，则该反应的离子方程式为：

　　　　　　　　　　　　　　；

（2）若过量的单质甲与化合物A发生反应的化学方程式为：

2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe。

该反应可用于焊接铁轨，要除去反应后混合物中剩余的铝粉与生成的Al2O3所用的试剂是：

　　　　　　　；

（3）若单质甲是一种常见的金属单质，化合物B是一种磁性黑色晶体，写出该反应的化学方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　；

（4）若单质乙是黑色非金属固体单质，化合物B是一种优质的耐高温材料，则该反应的化学方程式为：

　　　　　。

（5）硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子工业的各个领域。

工业上制取硅单质所用的化合物A是，A非常细，导光能力很强，可用作。

【答案】

（1）2I-+Cl2=I2+2Cl-

（2）NaOH溶液

（3）3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

（4）2Mg+CO2

2MgO+C

（5）SiO2光导纤维

【解析】

【分析】

置换反应的反应物、生成物中都有单质和化合物，一定属于氧化还原反应，因而有化合价的升高和降低。

【详解】

（1）黄绿色气体甲为氯气，能使淀粉溶液变蓝色的单质乙为碘，则反应的离子方程式为2I-+Cl2=I2+2Cl-；

（2）Al、Al2O3都能溶于强碱溶液，而Fe、Fe2O3不溶。

要除去反应后混合物中剩余的铝粉与生成的Al2O3可使用NaOH溶液；

（3）常见的金属单质有钠、铝、铁、铜等，磁性黑色晶体B为Fe3O4，则反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2；

（4）黑色非金属固体单质为焦炭，耐高温材料有MgO、Al2O3等高熔点物质，则该反应的化学方程式为2Mg+CO2

2MgO+C。

（5）工业上制取硅单质通常用焦炭和石英砂高温反应，则化合物A是SiO2，因其导光能力很强，可用作光导纤维。

5．已知A、B、C为常见的单质，在一定条件下相互转化的关系如图：

（1）若常温下，A、B均为气体，C为红色固体，E为黑色固体，则E的化学式为__________，写出A+E→D的化学反应方程式__________________________。

（2）若常温下B、C均为气体，A为金属单质，D为黑色晶体，则E的电子式为_____________，写出A+E→D的化学反应方程式_____________________。

（3）若常温下B为气体，C为黑色固体，则构成金属A的原子结构示意图为____________，写出A+E→D的化学反应方程式___________________________。

【答案】CuOCuO+H2

Cu+H2O

3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2

2Mg+CO2

2MgO+C

【解析】

【详解】

（1）若常温下，A、B均为气体，C为红色固体，E为黑色固体，则A-E分别为氢气、氧气、铜、水、氧化铜，氢气与氧化铜加热时反应生成铜和水；

（2）若常温下B、C均为气体，A为金属单质，D为黑色晶体，则A-E分别为铁、氧气、氢气、四氧化三铁、水；铁与水蒸气加热时反应生成四氧化三铁和氢气；

（3）若常温下B为气体，C为黑色固体，则A-E分别为Mg、氧气、C、MgO、二氧化碳，镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳；

6．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1mol•L﹣1HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：

（1）写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式________________________________________________。

（2）写出AB段反应的离子方程式__________________。

B点的沉淀物的化学式为______________。

（3）求原混合物中AlCl3的物质的量____________，NaOH的质量________________。

（4）求Q点加入的HCl溶液体积．______________________。

【答案】Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓，Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O；H2O+AlO2﹣+H+=Al（OH）3↓Mg（OH）2、Al（OH）30.025.20130

【解析】

试题分析：

本题考查与Al（OH）3、Mg（OH）2沉淀有关的图像分析和计算。

（1）开始加入10mLHCl溶液，沉淀的质量既不增加也不减少，说明此时加入的10mL盐酸与NaOH反应，则原固体混合物溶于水后发生的反应有：

MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl、AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O，1.16g白色沉淀为Mg（OH）2；原固体混合物溶于水发生反应的离子方程式为：

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O。

（2）AB段发生反应的离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓。

B点沉淀物的化学式为Mg（OH）2和Al（OH）3。

（3）AB段消耗n（HCl）=1mol/L

（0.03L-0.01L）=0.02mol，根据Al守恒和离子反应AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓，n（AlCl3）=n（AlO2-）=n[Al（OH）3]=0.02mol。

根据反应Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，与AlCl3反应的NaOH物质的量为0.08mol；（MgCl2）=n[Mg（OH）2]=

=0.02mol，根据反应Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，与MgCl2反应的NaOH物质的量为0.04mol；与HCl反应的NaOH物质的量为1mol/L

0.01L=0.01mol；原混合物中NaOH物质的量为0.08mol+0.04mol+0.01mol=0.13mol，NaOH的质量为0.13mol

40g/mol=5.2g。

（3）BQ段发生的反应为Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O、Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O，溶解Mg（OH）2消耗的HCl物质的量为0.02mol

2=0.04mol；溶解Al（OH）3消耗的HCl物质的量为0.02mol

3=0.06mol，则BQ段消耗HCl物质的量为0.04mol+0.06mol=0.1mol，消耗盐酸的体积为

=0.1L=100mL，则Q点加入盐酸的体积为30mL+100mL=130mL。

点睛：

第（3）问也可以用终态法解。

Q点时沉淀恰好完全溶解，所得溶液中的溶质为NaCl、MgCl2和AlCl3，Q点加入的HCl相当于在原固体混合物中加入1mol/LHCl将NaOH恰好中和，则n（HCl）=n（NaOH）=0.13mol，盐酸溶液的体积为

=0.13L=130mL。

7．在标准状况下，分别取30mL相同浓度的盐酸依次装入①②③试管中，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝混合物，相同条件下，测得有关数据如表所示反应前后体积不变）

实验序号

①

②

③

混合物质量/mg

255

510

1020

气体体积/mL

280

336

336

（1）盐酸的物质的量浓度为__________mol/L。

（2）混合物中

和

的物质的量之比为_________。

【答案】11:

1

【解析】

【分析】

镁铝均能和盐酸反应产生氢气，由表中数据可知，30mL盐酸最多可以生成336mLH2。

因此，在实验①中，金属混合物完全溶解了，而实验③中，金属混合物肯定有剩余。

【详解】

（1）由表中数据可知，30mL盐酸最多可以生成336mLH2，因此，盐酸中n（H+）=2n（H2）=

0.03mol，所以盐酸的物质的量浓度为

1mol/L。

（2）实验①中，255mg混合物完全溶解生成280mLH2，n（Mg）⨯24g/mol+n（Al）⨯27g/mol=0.255g，根据电子转移守恒可得2n（Mg）+3n（Al）=2n（H2）=

0.025mol，联立方程组可以求出n（Mg）=n（Al）=0.005mol，所以

和

的物质的量之比为1:

1。

8．镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%-5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。

填写下列空白。

（方案一）

（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于VmL2.0mol/LNaOH溶液中，使其反应完全，过滤、洗涤、干燥、称量固体。

实验中发生反应的化学方程式是__________.该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

（方案二）

将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×105Pa）的体积．

（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验如图1：

①你认为最简易的装置其连接顺序是：

A接______接______接______（填接口字母，可不填满．）

②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶．请你帮助分析原因______．

③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是______。

A．待实验装置冷却后再读数

B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平

C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平

D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积

（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：

稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小．于是他们设计了图2所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是______。

②怎样检查图2装置的气密性____________。

【答案】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑偏高EDG锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中的气体压强变大。

ACD平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。

检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。

【解析】

【分析】

方案一：

（1）铝是两性金属，溶于氢氧化钠生成氢气和偏铝酸钠。

镁不与氢氧化钠溶液反应，若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大；

方案二：

（1）①该方案用排水量气法收集生成的氢气，所以最简易的装置是将生成的氢气通入盛满水的广口瓶中，用排出水的体积计算产生氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出；

②该过程中有氢气产生，且同时该反应是放热反应，使锥形瓶中的气体压强变大；

③该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时保持广口瓶内的压强与外界大气压相等；

（2）①导管a相当于一个连通器；②根据装置特点可知装置气密性检验方法。

【详解】

方案一：

（1）铝溶于氢氧化钠溶于的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。

若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大，测得镁的质量分数将偏高；

方案二：

（1）①该方案用排水量气法，用排出水的体积计算产生氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：

（A）接（E）（D）接（G）；

②锥形瓶中的气体压强变大，稀硫酸不能滴下；

③该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平，保持广口瓶内的压强与外界大气压相等，视线与液体的凹面相平读取量筒中水的体积，这样测得的体积才是该条件下的氢气的体积，答案选ACD；

（2）①导管a相当于一个连通器，作用是平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；同时滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。

②根据装置特点可知装置气密性检验方法是：

检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。

9．A．将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。

待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。

计算：

（1）Mg和Al的总质量为________g；

（2）硫酸的物质的量浓度为________；

（3）生成H2的物质的量为________。

B．将一定量的铝粉、氧化铝、氧化镁的混合物加入到300mL,4mol/L的稀硫酸中，生成标准状况下6.72L气体。

向反应后的溶液中滴加一定物质的量浓度的KOH溶液时，所得沉淀的物质的量（mol）与滴加KOH溶液的体积（mL）之间的关系如图所示：

（1）OA对应反应的离子方程式为_________，BC对应反应的离子方程式为____________；

（2）c（KOH）=_________mol/L，混合物中氧化铝的物质的量为_____mol；

（3）A点对应的数值为_______；

（4）在中学阶段，实验室里检验B点对应的溶液中的阳离子时，所观察到的现象是___________。

（5）向C点对应的溶液中通入足量的CO2所发生反应的离子方程式为_____________。

【答案】18g2.5mol/l0.9molH++OH-=H2OAl（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O40.1200透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】

【分析】

A.由图象可知，从开始至加入NaOH溶液40mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O．当V（NaOH）=400mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，二者物质的量之和为0.7mol，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于400mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍。

从400mL开始，NaOH溶解Al（OH）3，发生反应NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少时只有Mg（OH）2，物质的量为0.3mol，所以沉淀量最大时，Mg（OH）2为0.3mol，Al（OH）3为0.7mol-0.3mol=0.4mol，所以该阶段消耗n（NaOH）=n[Al（OH）3]=0.4mol，氢氧化钠的浓度为

=5mol/L。

（1）由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）3]，n（Mg）=n[Mg（OH）2]，在根据m=nM计算各自的质量，进而计算金属的总质量；

（2）沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（NaOH）=2n（Na2SO4），根据硫酸根守恒n（H2SO4）=n（Na2SO4），再根据c=

来计算；

（3）根据电子转移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg），据此计算n（H2）；

B.由图可知，从开始至加入KOH溶液到A，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：

H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O；继续滴加KOH溶液，到氢氧化钾溶液为600mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液为硫酸钾溶液．再继续滴加KOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钾反应生成偏铝酸钾与水，发生反应Al（OH）3+KOH=KAlO2+2H2O，故反应后的溶液溶质为KAlO2，通入足量的CO2后又生成了氢氧化铝沉淀，且不溶解，据此进行解答；在进行焰色反应时，为避免钠离子对钾离子的干扰，需要透过蓝色钴玻璃观察。

【详解】

A.由图象可知，从开始至加入NaOH溶液40mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O．当V（NaOH）=400mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，二者物质的量之和为0.7mol，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于400mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍。

从400mL开始，NaOH溶解Al（OH）3，发生反应NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）2，物质的量为0.3mol，所以沉淀量最大时，Mg（OH）2为0.3mol，Al（OH）3为0.7mol-0.3mol=0.4mol，所以该阶段消耗n（NaOH）=n[Al（OH）3]=0.