备战高考化学镁及其化合物提高练习题压轴题训练及答案1.docx
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备战高考化学镁及其化合物提高练习题压轴题训练及答案1
备战高考化学（镁及其化合物提高练习题）压轴题训练及答案
（1）
一、镁及其化合物
1．A、B、C、D、E、X都是短周期元素组成的常见无机物
根据上框图关系,完成下列问题:
（1）A可作漂白剂，X是含有某种阳离子（此阳离子具有净水作用）的溶液，且M（A）=M（D），则A与H2O反应的化学方程式为___________，C转化成D的离子方程式为___________
（2）A的某种合金可作原子反应堆的导热剂，X是非极性分子的化合物，则A与H2O反应的离子方程式为________________，C转化成D的化学方程式为______________
（3）A是单质，X是Na2CO3溶液，E可用消毒剂，则A与H2O反应的离子方程式为_______________，
（4）A是单质，X是单质（它的同素异形体是原子晶体），则E与SiO2反应的化学方程式为________________
（5）A是化合物，X是O2，C转化成D还需要催化剂，E具有两性，则A与H2O反应的化学方程式为_____________
（6）A是化合物（Mr（A）=100），X是O2，B转化成C还需要催化剂，E是中强碱，则A
与H2O反应的化学方程式为___________
【答案】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑3AlO2－+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓2Na+2H2O=2Na++2OH－+H2↑Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3Cl2+H2O=H＋+Cl－+HClSiO2+4HF=SiF4↑+2H2OAl2S3+6H2O=2Al（OH）3+3H2S↑Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑
【解析】
【分析】
A和水反应生成两种物质，B和X反应生成C，C再与X反应生成D，可推测可能是连续两次氧化，或者与量有关的反应。
【详解】
（1）A可以做漂白剂，在短周期中有Na2O2、NaClO，SO2等，但是能够与水反应生成两种物质的有Na2O2，X含有的某种阳离子具有净水作用，在短周期中为Al3＋。
则整个过程为Na2O2与水反应生成NaOH和O2，NaOH与含有Al3＋的盐的反应，生成NaAlO2，AlO2－和Al3＋反应生成Al（OH）3。
氢氧化铝和过氧化钠的相对式量相同。
则Na2O2与水的方程式为2Na2O2＋2H2O=4NaOH+O2↑；AlO2－与Al3＋转化为Al（OH）3的反应为双水解的反应，离子方程式为3AlO2－+Al3＋+6H2O=4Al（OH）3↓；
（2）Na－K合金常做原子反应堆的导热剂，A属于短周期元素构成的物质，A为Na，B为NaOH，E为H2。
B为非极性气体，但是可以与NaOH反应，X为CO2，少量的CO2生成Na2CO3，CO2过量生成NaHCO3，则Na与水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH－＋H2↑；Na2CO3转化为NaHCO3的反应方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；
（3）A是单质，E可用作消毒剂，在短周期中有NaClO。
则A为Cl2，B为HCl，HCl与Na2CO3生成CO2，CO2与Na2CO3反应生成NaHCO3。
则Cl2与水的反应的离子方程式为Cl2+H2O=H＋+Cl－+HCl；
（4）X是单质（它的同素异形体是原子晶体），X可以是C或者Si，但是高中阶段没有学过一种物质可以与Si连续反应两次，所以X是C，C与O2反应生成CO2，CO2与C反应生成CO。
B为O2，一种单质与H2O反应得到O2，则A为F2，E为HF，其与SiO2反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
（5）E具有两性，E可能为Al（OH）3或者Al2O3。
X是O2，C转化成D还需要催化剂，连续两次氧化，需要用到催化剂，在短周期中可能是SO2与O2，或者是NH3与O2，但是C若为NH3，无法得知物质B。
C为SO2，B为H2S，A与水反应生成H2S和Al（OH）3，为Al2S3的水解反应，方程式为Al2S3+6H2O=2Al（OH）3+3H2S↑；
（6）短周期中的中强碱，为Mg（OH）2，B转化为C需要催化剂，则B为NH3，A为水反应得到Mg（OH）2和NH3，A为Mg3N2，化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑。
2．实验室中有6瓶失去标签的白色固体：
纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。
除蒸馏水、试管和胶头滴管外，无其他任何试剂和仪器。
某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。
请填写下列空白：
（1）各取适量固体于6支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5支明显不同，此试管中的现象是________________________，
据此现象鉴别出的一种物质是__________。
（2）分别将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E，然后进行两两混合。
观察到C没有出现任何现象；D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀；B和E混合时既有白色沉淀产生，又有无色气体放出。
据此可推断出：
①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。
②B、E两者中有一种可与A反应，它与足量A反应的离子方程式为__________________。
③在两两混合时，能最终确定B、E成分的实验现象及结论是_____________________。
（3）上述物质溶于水抑制水的电离，且溶液显酸性的物质的化学式为________，其溶液显酸性的原因是___________________。
【答案】白色固体不溶于水Mg（OH）2NaHSO4、KCl、BaCl2CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑B、E两溶液，与A溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝NaHSO4NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42-，所产生的H＋抑制水的电离
【解析】
【分析】
（1）只有氢氧化镁不溶于水；
（2）剩余5种物质中,KCl与其它4种物质均不反应，氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白色沉淀，纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体；
（3）只有硫酸氢钠电离显酸性，抑制水的电离。
【详解】
（1）各取适量固体于6支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5支明显不同，此支试管中的现象是物质难溶于水，据此现象鉴别出的一种物质是Mg（OH）2，
因此，本题正确答案是：
白色固体不溶于水；Mg（OH）2；
（2）将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E，然后进行两两混合。
观察到C没有出现任何现象，可以知道C为KCl；D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀，可以知道D为BaCl2；B和E混合时既有白色沉淀产生，又有无色气体放出，B、E为纯碱、硫酸铝中的一种，则A为NaHSO4。
①A、C、D三种物质的化学式依次是NaHSO4、KCl、BaCl2，
因此，本题正确答案是：
NaHSO4、KCl、BaCl2；
②B、E两者中有一种可与A反应，纯碱与氢离子反应，则它与足量A反应的离子方程式为CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑，
因此，本题正确答案是：
CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑；
③确定B、E成分的实验现象及结论是与A混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝，
因此，本题正确答案是：
B、E两溶液，与A溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝；
（3）溶于水抑制水的电离的物质的化学式为NaHSO4，其溶液显酸性的原因是NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42-，所产生的H＋抑制水的电离，
因此，本题正确答案是：
NaHSO4；NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42-，所产生的H＋抑制水的电离。
3．X、Y、Z、W是常见的几种元素，其相关信息如表：
元素
相关信息
X
原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子
Y
食盐中添加少量Y的一种化合物预防Y元素缺乏
Z
Z与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂
W
W的一种核素质量数为24，中子数为12
（1）元素X在海水中含量非常高，海水中含X元素的主要化合物是_____。
工业上制取X单质的化学方程式为_____。
（2）设计实验证明某水溶液中存在Y单质_____。
（3）Z的元素符号为_____，其原子结构示意图为_____。
（4）W与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为_____。
【答案】NaCl2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH取该溶液少许于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则有I2Na
Mg3N2
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W是常见的几种元素，X的原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子，可知最外层电子数为7，X为Cl；食盐中添加少量Y的一种化合物预防Y元素缺乏，Y为I；Z与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂，Z为Na；W的一种核素质量数为24，中子数为12，W的质子数为12，W为Mg，以此来解答。
【详解】
由上述分析可知，X为Cl、Y为I、Z为Na、W为Mg。
（1）元素X在海水中含量非常高，海水中含X元素的主要化合物是NaCl，工业上制取X单质的化学方程式为2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH。
（2）设计实验证明某水溶液中存在Y单质的方法为取该溶液少许于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则有I2；
（3）Z的元素符号为Na，其原子结构示意图为
；
（4）空气中含量最高的气体为氮气，则W与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为Mg3N2。
4．用C、Mg和Al组成的混合物进行如下图所示实验。
填写下列空白。
（1）气体X为_________，固体Z为_____________。
（2）滤液Y中除H+外，还含有的阳离子为_________与__________；其中镁和稀硫酸反应的化学方程式为_________________________________________。
（3）滤液N中除Na2SO4和NaOH外，还含有的溶质为____________（填化学式）；生成该物质的离子方程式为：
________________________________。
（4）生成固体M的离子方程式为：
________________________________。
【答案】H2CAl3+Mg2+Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Na[Al（OH）4]Al3++4OH—==[Al（OH）4]—Mg2++2OH—==Mg（OH）2↓
【解析】
【分析】
本题主要考查镁、铝相关知识。
C与稀硫酸不发生反应，故固体Z为C，Mg、Al为活泼金属，能与非氧化性酸反应置换出H2，并生成相应的盐，故气体X为H2，滤液Y中溶质为H2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3；加入过量的NaOH溶液后，生成可溶性的Na[Al（OH）4]和Na2SO4以及难溶物Mg（OH）2，由此分析作答。
【详解】
（1）由上述分析可知，气体X为H2；固体Z为C；
（2）由上述分析可知，滤液Y中还含有的阳离子为Mg2+、Al3+；其中镁和稀硫酸的反应的方程式为：
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑；
（3）由上述分析可知，滤液N中还含有的溶质为Na[Al（OH）4]；生成Na[Al（OH）4]的离子方程式为：
Al3++4OH-==[Al（OH）4]-；
（4）固体M为Mg（OH）2，生成Mg（OH）2的离子方程式为：
Mg2++2OH-==Mg（OH）2↓
5．X、Y、Z为三种常见的单质，Z为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见化合物．它们在一定条件下可以发生如图反应（均不是在溶液中进行的反应）（以下每个空中只需填入一种物质）
（1）X、Y均为金属时，此反应在工业上称为___反应，其反应方程式为________
（2）X为金属，Y为非金属时，A为__B__
（3）X为非金属Y为金属时，A为__B为_______
（4）X为非金属，Y为非金属时，A为_____B为______
【答案】铝热反应3Fe3O4+8Al
9Fe+4Al2O3CO2MgOCuOH2OSiO2CO
【解析】
【分析】
Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+A
Y+B的反应为置换反应，X、Y为单质，A、B为氧化物。
【详解】
（1）当X、Y均为金属时,应为铝热反应,则X为Al、A为Fe3O4,Y为Fe,B为Al2O3,Z为氧气,
反应方程式为3Fe3O4+8Al
9Fe+4Al2O3；
（2）当X为金属、Y为非金属,应为Mg和CO2的反应,反应的方程式为:
Mg+CO2
MgO+C；
（3）当X为非金属时,Y为金属时,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A为CuO,B为H2O,反应方程式为CuO+H2
Cu+H2O；
（4）当X、Y均为非金属固体时,为C和SiO2的反应,反应的方程式为SiO2+2C
Si+2CO。
【点睛】
本题考查无机物的推断，题目难度中等，解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物→单质+氧化物的置换反应的类型，注意把握常见相关物质的性质。
6．X、Y、Z、W是常见的几种元素，其相关信息如表：
元素
相关信息
X
原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子
Y
食盐中添加少量Y的一种化合物预防Y元素缺乏
Z
Z与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂
W
W的一种核素质量数为24，中子数为12
（1）元素X在海水中含量非常高，海水中含X元素的主要化合物是_____，工业上制取X单质的化学方程式为_______。
（2）设计实验证明某水溶液中存在Y单质____。
（3）W与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为_____。
【答案】NaCl
取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I2Mg3N2
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W是常见的几种元素，X的原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子，可知最外层电子数为7，X为Cl；食盐中添加少量的一种化合物预防Y元素确实，Y为I；Z与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂，Z为Na；W的一种核素质量数为24，中子数为12，W为Mg，以此解答。
【详解】
由上述分析可知，X为Cl、Y为I、Z为Na、W为Mg，
（1）元素X在海水中含量非常高，海水中含X元素的主要化合物是NaCl；工业上制取Cl2的化学方程式为：
，
故答案为：
NaCl；
；
（2）设计实验证明某水溶液中存在I2的方法为：
取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I2，
故答案为：
取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I2；
（3）空气中含量最高的气体为氮气，则Mg与氮气反应的产物化学式为Mg3N2，
故答案为：
Mg3N2。
7．镁是一种银白色的碱土金属，镁元素在地壳中的含量约为2．00%，位居第八位，镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途。
请回答下列问题：
（1）氮化镁（Mg3N2）是由氮和镁所组成的无机化合物。
在室温下纯净的氮化镁为黄绿色的粉末，能与水反应，常用作触媒，实验室欲用如图1所示装置和药品制备少量氮化镁。
①A中盛装的是浓氨水，B中可盛装___，二者混合可制取氨气。
②按照气流的方向从左至右连接装置：
a接___、___接___、___接___。
③已知氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分，该反应的化学方程式为____________________。
④如果没有装有无水氯化钙的装置，可能发生反应的化学方程式为____________________。
（2）碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。
合成碳酸镁晶须的步骤如下：
步骤1：
配制0．5mol·L－1MgSO4溶液和0．5mol·L－1NH4HCO3溶液。
步骤2：
用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在50℃。
步骤3：
将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完毕，然后用氨水调节溶液pH到9．5。
步骤4：
放置1h后，过滤，洗涤。
步骤5：
在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得到碳酸镁晶须产品（MgCO3·nH2O，n＝1~5）。
①配制0．5mol·L－1MgSO4溶液500mL，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、_____。
②步骤3中加氨水后反应的离子方程式为______________。
测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1．000g碳酸镁晶须，放入图2所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4~5h，后期将温度升到30℃，最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得生成CO2的总量；重复上述操作2次。
③图中气球的作用是__________________。
④上述反应后期要升温到30℃，主要目的是________________。
⑤若实验测得1．000g碳酸镁晶须产生CO2的平均物质的量为amol，则n为___（用含a的表达式表示）。
⑥称取100g上述晶须产品进行热重分析，得到的热重曲线如图所示，则合成的晶须中n＝______。
【答案】生石灰或氢氧化钠decbf2NH3+3CuO
N2+3H2O+3CuMg3N2+6H2O
3Mg（OH）2+2NH3↑500mL容量瓶Mg2++HCO3-HCO3-+NH3·H2O+（n-1）H2O
MgCO3·nH2O↓+NH4+暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定升高温度气体的溶解度减小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全
1
【解析】
【详解】
（1）①浓氨水和生石灰或氢氧化钠固体混合放热，使一水合氨分解生成氨气，故答案为
②根据实验目的及题给装置可知，按照气流的方向从左向右连接装置的顺序为:
a接d，e接c，b接f，故答案为
③氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分氮气，则氨气与氧化铜反应的化学方程式为:
2NH3+3CuO
N2+3H2O+3Cu，故答案为d；e；c；b；f；
④氮化镁能和水发生反应生成氢氧化镁和氨气，化学方程式为：
Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2
+2NH3↑，故答案为Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑；
（2）①配制0.5mol·L-1MgSO4溶液500mL，除提供的仪器外，还需要的仪器为500mL容量瓶，故答案为500mL容量瓶；
②步骤3中加氨水后反应生成碳酸镁结晶水合物，反应的离子方程式为Mg2++HCO3—+NH3·H2O+（n-1）H2O=MgCO3·nH2O↓+NH4+，故答案为Mg2++HCO3—+NH3·H2O+（n-1）H2O=
MgCO3·nH2O↓+NH4+；
③题图2装置中气球可以暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定，故答案为暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定；
④题述反应后期将温度升到30℃，是为了使生成的二氧化碳全部逸出，便于其被氢氧化钠溶液完全吸收，从而减小测定产生的误差，故答案为升高温度气体的溶解度减小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全；
⑤若实验测得1.000g碳酸镁晶须产生的CO2的平均物质的量为amol，依据碳元素守恒可知，晶须中碳酸镁的物质的量为amol，根据MgCO3·nH2O中碳酸镁和结晶水的物质的量之比为1∶n，得到1∶n=a∶
，得到n=
，故答案为
；
⑥由题图3知400℃时剩余质量为82.3g，这是该晶须失去结晶水后的质量，则有100×
=100-82.3，解得n=1，故答案为1。
【点睛】
本题以氮化镁和碳酸镁的制备为载体，考查对实验装置的理解、元素化合物的性质、实验方案的设计等，解答关键是明确反应原理与各装置作用，掌握常用物质分离提纯方法，注意对题目信息的应用。
8．根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。
某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。
I、引发CO2与Na反应。
操作步骤为：
①按图连接装置，检验气密性，并往各装置中加入试剂；②打开装置a上活塞一段时间；③点燃d处酒精灯，使CO2与Na充分反应。
停止加热，继续通气体使双通直管冷却。
回答下列问题：
（1）操作①时，装置b中装入的试剂是___________；
（2）步骤②时，当观察到_________时，才能进入步骤③。
Ⅱ：
探究反应产物及反应机理。
取反应后双通管中固体物质29．2g进行如下实验：
①仔细观察固体，发现有黑色颗粒；
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤，得到1．8g滤渣（干燥）；
③将滤液加水稀释配成250mL的溶液；
④取少量③的溶液，先加足量BaCl2溶液，再加酚酞试液，观察到白色沉淀及溶液变红；
⑤取25．0mL③的溶液，用3．0mol·L-1盐酸滴定，消耗盐酸20．00mL。
回答下列问题：
（3）反应后装置d中的固体物质为___________；
（4）通过计算分析：
29．2g残留固体中，各组分的质量各是多少?
________；
（5）该探究条件下，钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______。
【答案】饱和NaHCO3溶液e装置中产生白色沉淀C、Na2O、Na2CO3碳的质量为1.8g；碳酸钠的质量为21.2g；氧化钠的质量为6.2g12Na+7CO2
3C+2Na2O+4Na2CO3
【解析】
分析：
由实验方案图可知，a为二氧化碳发生装置，d为二氧化碳与钠反应装置，通入d装置的二氧化碳应干燥并需除去二氧化碳中的HCl，因此b中应用饱和的碳酸氢钠溶液，c为干燥装置，吸收水蒸气。
反应需要排尽装置内的空气，当e装置中产生白色沉淀，说明空气中的二氧化碳排尽，再加热d处的酒精灯发生反应。
详解：
（1）根据上述分析，装置b是除去二氧化碳气体中的HCl，应用饱和的碳酸氢钠溶液，c为干燥装置，吸收水蒸气，故答案为饱和NaHCO3溶液；
（2）根据上述分析可知，反应需要排尽装置内的空气，当e装置中产生白色沉淀，说明空气中的二氧化碳排尽，再加热d处的酒精灯发生反应，故答案为e装置中产生白色沉淀；
（3）步骤①将干燥得到1.8g滤渣为不溶物碳；步骤③中最终所得固体质量为3.94g为碳酸钡，说明反应生成碳酸钠，根据碳元素守恒可知，碳酸钠的物质的量=
=0.02mol，故29.2g固体物质中碳酸钠的物质的量为
=0.2mol，其质量=0.2mol×106g/mol=21.2g，步骤④中盐酸滴定碳酸钠，消耗盐酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，实际消耗HCl为3.0mol•L-1×0.020L=0.06mol，大于0.02mol，故溶液中含有氢氧化钠，说明反应中有氧化钠生成，故答案为C、Na2O、Na2CO3；
（4）根据（3）的分析，碳的质量为1.8g；碳酸钠的质量为21.2g；步骤④中盐酸滴定碳酸钠，消耗盐酸的
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