高考化学易错题专题训练镁及其化合物练习题及答案解析.docx
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高考化学易错题专题训练镁及其化合物练习题及答案解析
高考化学易错题专题训练-镁及其化合物练习题及答案解析
一、镁及其化合物
1．下图中A-J分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，已知B、D为常温下气态化合物，C为常温下液态化合物，图中有部分生成物未标出。
请填写以下空白：
（1）A的化学式_____________B的电子式_______________。
（2）写出下列反应的化学方程式：
D＋G→H_____________________________。
B+镁→E+F______________________________。
（3）写出A+NaOH→D的离子方程式_________________________________。
【答案】
（1）NH4HCO3
（2）4NH3+5O2
4NO+6H2OCO2+2Mg="=="2MgO+C
（3）NH4++HCO3-+2OH-=NH3+CO32-+2H2O
【解析】
【分析】
已知A与碱反应生成气体化合物，则A含有铵根离子；A加热分解生成等物质的量的2种气体和1种液体，液体与过氧化钠反应则为水，可确定A为碳酸氢铵，D为氨气，C为水，B为二氧化碳；二氧化碳与镁反应生成氧化镁和碳；
【详解】
（1）分析可知，A为碳酸氢铵，化学式为：
NH4HCO3；B为二氧化碳，其电子式为：
；
（2）D与G分别为氨气、氧气，在一定条件下反应生成一氧化氮和水，方程式为：
4NH3+5O2
4NO+6H2O；镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，方程式为：
CO2+2Mg
2MgO+C；
（3）碳酸氢钠与NaOH反应生成氨气、水和碳酸钠，其反应的离子方程式为：
NH4+ +HCO3-+2OH-=NH3
+CO32-+2H2O；
2．物质A～G是中学化学中常见的物质，这些物质有如图所示的转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。
其中A、B、F含有一种相同的元素，C、D、G含有一种相同的元素，F具有磁性，G为黑色非金属单质。
（1）物质A溶解于盐酸，然后加入KSCN溶液，溶液不变色，再滴加几滴氯水，溶液变为血红色，由此推知A的化学式为__________。
（2）反应③的化学方程式是_______________________。
（3）写出下列物质的化学式：
E__________、F__________。
（4）若C是一种气体，在温度为1100℃的某固定容积的密闭容器中发生反应：
A（s）＋C（g）B（s）＋D（g） ΔH＝akJ·mol－1（a>0），该温度下平衡常数K＝0.263。
若生成1molB，则吸收的热量________（选填“大于”、“等于”或“小于”）akJ；若加入过量的A，则C的转化率________（选填“升高”、“不变”或“降低”）；若容器内压强不再随时间变化，则该反应__________（选填“达到”、“未达到”或“不一定达到”）化学平衡状态；该反应达到化学平衡状态时，若[C]＝0.100mol·L－1，则[D]＝________mol·L－1。
【答案】FeOCO2＋2Mg
C＋2MgOO2Fe3O4等于不变不一定达到0.0263
【解析】
【分析】
由G为黑色非金属单质，可判断反应（3）为Mg在点燃的条件下与CO2的反应，因此D、G分别为CO2和单质碳。
E与单质碳反应生成CO2，则E为氧气，由F具有磁性知F为Fe3O4，进而推知B为Fe，结合
（1）中信息知A为FeO，（4）中C若为一种气体，应为CO，根据上述推断可以知道反应A（s）＋C（g）⇌B（s）＋D（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0）就是FeO（s）＋CO（g）⇌Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0），A为固体FeO，加入该物质对平衡的移动没有影响，不会提高CO的转化率；上述反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，因此容器内压强自始至终是一个恒量，故压强不变不能作为达到化学平衡状态的判断标准；若c（CO）=0.100mol·L－1，根据c（CO2）=K×c（CO）计算c（CO2）。
【详解】
由G为黑色非金属单质，可判断反应（3）为Mg在点燃的条件下与CO2的反应，因此D、G分别为CO2和单质碳。
E与单质碳反应生成CO2，则E为氧气，由F具有磁性知F为Fe3O4，进而推知B为Fe，结合
（1）中信息知A为FeO，（4）中C若为一种气体，应为CO，根据上述推断可以知道反应A（s）＋C（g）⇌B（s）＋D（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0）就是FeO（s）＋CO（g）⇌Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0），A为固体FeO，
（1）由上述分析可以知道，A为FeO，
因此，本题正确答案是：
FeO；
（2）反应（3）的化学方程式是：
CO2＋2Mg
C＋2MgO，
因此，本题正确答案是：
CO2＋2Mg
C＋2MgO；
（3）由上述分析可以知道:
E为O2、F为Fe3O4，
因此，本题正确答案是：
O2；Fe3O4；
（4）C若为一种气体,应为CO,根据上述推断可以知道反应A（s）＋C（g）⇌B（s）＋D（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0）就是FeO（s）＋CO（g）⇌Fe（s）＋CO2（g）ΔH＝akJ·mol－1（a>0），A为固体FeO，加入该物质对平衡的移动没有影响,不会提高CO的转化率,若生成1mol B，则吸收的热量等于a kJ；上述反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，因此容器内压强自始至终是一个恒量，故压强不变不能作为达到化学平衡状态的判断标准；
若c（CO）=0.100mol/L，因为c（CO2）=K×c（CO），故c（CO2）=0.263×0.1mol/L=0.0263mol/L，
因此，本题正确答案是；等于；不变；不一定达到；0.0263。
3．将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL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．
（1）Mg和Al的总质量为g
（2）硫酸的物质的量浓度为．
（3）NaOH溶液的物质的量浓度为．
【答案】
（1）9.0g
（2）1.0mol/L（3）5.0mol/L
【解析】
试题分析：
（1）由图可知，0～20mL发生酸碱中和反应，20～200mL发生反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，200～240mL发生Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，由图象可知，n（Mg）="0.15"mol，n（Al）="0.2"mol，则Mg和Al的总质量为0.15×24+0.2×27=9.0g；
（2）由200～240mL发生Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，则c（NaOH）="0.2/0.04"="5"mol/L，200mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c（H2SO4）=（0.2×5÷2）/0.5=1.0mol/L；
（3）NaOH溶液的物质的量浓度为5.0mol/L。
考点：
镁、铝的性质
4．根据Mg能在CO2中燃烧，某兴趣小组推测Na应该也能在CO2中燃烧，且固体产物可能为C、Na2O和Na2CO3中的两种或三种。
该小组用如下图装置进行了实验探究。
已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd。
回答下列问题：
（1）为了使反应随开随用，随关随停，上图虚线方框内应选用____装置（填下图字母代号），如何检验所选装置的气密性_____。
（2）装置2中所盛试剂为_______。
A．NaOH溶液B．饱和NaHCO3溶液
C．饱和Na2CO3溶液D．饱和NaCl溶液
（3）检测装置的气密性完好并装好药品后，在点燃酒精灯前应先进行装置1中的反应操作，待观察到_____现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是________。
（4）由实验现象和进一步的探究得出反应机理。
A．装置6中有黑色沉淀生成；
B．取反应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中，无气泡产生且得到澄清的溶液；将溶液加水稀释配成250mL的溶液；
C．取25.00ml步骤B的溶液，滴加足量BaCl2溶液，将生成的白色沉淀过滤、洗涤、干燥，称量得固体质量为1.97g。
①步骤C中不溶物干燥前必须经过洗涤，如何检验该沉淀是否洗涤干净____。
②该探究得出钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________________。
【答案】C关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好B装置5中出现大量混浊排尽装置中的空气取最后一次洗涤液加入稀H2SO4，不出现浑浊说明沉淀洗涤干净6Na+4CO2
2Na2O+Na2CO3+3CO
【解析】
【详解】
（1）C装置是采用固液分开的设计，打开弹簧夹液体加入反应开始，关闭弹簧夹反应产生气体的压强使固液分开反应停止；检验有多个出口的实验装置的气密性，一般只保留一个封住其它出口进行实验，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好；
（2）装置C是用石灰石或大理石与盐酸反应产生二氧化碳，会混有HCl杂质，故2用饱和NaHCO3溶液来除去HCl同时转化为二氧化碳；
（3）CO易燃，混有空气可能会发生爆炸，反应前需先同二氧化碳除去装置中的空气，当观察到5中石灰水变浑浊时认为装置中充满二氧化碳，空气排尽；
（4）检验洗涤是否干净，一般是要取最后次的洗涤液，进行检验可能存在的杂质离子，鉴于洗涤液中离子浓度较低，一般检验比较容易出现现象的离子如硫酸根离子、氯离子等；
根据实验现象知产物物碳单质，无钠剩余，根据碳酸钡的质量计算出
n（Na2CO3）=n（BaCO3）=1.97÷197×10=0.1mol
m（Na2CO3）=0.1×106=10.6g
所以固体中含有氧化钠n（Na2O）=（23.0－10.6）÷62=0.2mol
根据氧化还原反应原理，反应中碳元素化合价下降为+2价CO，方程式为
6Na+4CO2
2Na2O+Na2CO3+3CO
5．天然水大多含Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，加热会产生水垢，水垢中一定含有CaCO3和Mg（OH）2，可能含有MgCO3。
（1）天然水中的HCO3-来自于空气中的CO2。
用相关方程式表示CO2溶于水形成HCO3-的过程。
______________________________________________________________
（2）天然水煮沸时，其中微溶的MgCO3转换成难溶的Mg（OH）2，写出发生反应的化学方程式。
____________________________________________
为确定某水垢样品的成分，利用CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2高温分解的性质，精确称量5.000g水垢样品，用如下图装置进行实验。
（3）A中盛放的试剂是__________。
装置F的作用是_________________________。
反应结束后，需要再通入一段时间的空气，目的是_______________________。
（4）利用上述装置测定水垢中Mg（OH）2的含量时，需要测量的数据有__________。
（5）实验测得装置E增重2.200g，请问水垢样品中是否含有MgCO3?
判断依据是_______________________________________________________。
【答案】CO2+H2O
H2CO3、H2CO3
H++HCO3-或CO2+H2O
HCO3-+H+MgCO3+H2O→Mg（OH）2+CO2.NaOH溶液吸收空气中H2O和CO2，防止其进入E中干扰实验测定；排尽装置中的产物CO2和H2O，使其充分被D、E装置吸收D装置反应前后的质量含题中给出的信息是水垢中一定含有CaCO3和Mg（OH）2，若增重2.200g全来自于CaCO3分解产生的CO2，则计算得出CaCO3的质量为5.000g，而样品的总质量为5.000g，与题意不符，因此样品中含有MgCO3
【解析】
【分析】
利用CaCO3、MgCO3、Mg（OH）2高温分解生成CO2、H2O的性质，通过测定分解产物的质量确定水垢样品的成分。
紧扣这一实验目的，选择实验试剂、判断装置作用、分析采集数据。
【详解】
（1）空气中的CO2溶于水、并与水反应生成碳酸：
CO2+H2O
H2CO3，碳酸微弱电离生成HCO3-：
H2CO3
H++HCO3-。
（2）煮沸天然水时，微溶的MgCO3发生双水解反应生成难溶的Mg（OH）2，总的化学方程式为MgCO3+H2O
Mg（OH）2+CO2↑。
（3）为测定样品分解生成的CO2、H2O的质量，必须使用不含CO2、H2O的空气通入装置，才不会引起测量误差，故A、B装置中分别用NaOH溶液、浓硫酸除去空气中的CO2、H2O；D、E装置分别吸收样品分解生成的H2O、CO2，装置E中碱石灰吸收空气中的CO2、H2O，防止其进入E中干扰实验测定。
为保证样品分解产生的H2O、CO2能被D、E装置完全吸收，反应后再通入一段时间的空气，将样品生成的气体导入D、E装置中。
（4）样品中只有Mg（OH）2分解生成H2O，故测定样品分解生成H2O的质量，即可计算Mg（OH）2含量。
为此，需要测量D装置在反应前后的质量。
（5）据题意，水垢中一定含有CaCO3和Mg（OH）2，可能含有MgCO3。
装置E增重2.200g为CO2质量，二氧化碳的物质的量是0.05mol，若全部来自CaCO3分解，则CaCO3质量为5.000g，不符合题意，故5.000g水垢样品中必含MgCO3。
【点睛】
定量实验一定要提高测定结果的准确性，围绕这一核心设计实验方案，选择合适的试剂和操作步骤，特别要排除空气、杂质等干扰。
6．现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg3N2）。
已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O2
2MgO；②3Mg+N2
Mg3N2；
③2Mg+CO2
2MgO+C④Mg+H2O
MgO+H2↑⑤Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下页图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）。
回答下列问题；
（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置（填字母代号）及其目的分别为（可不填满）
装置
目的
_______
_______
_______
_______
_______
_______
（2）连接并检查实验装置的气密性。
实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是（填字母代号）_______________________；
（3）通气后，应先点燃_______处的酒精灯，再点燃_______处的酒精灯；如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?
_________________________；
（4）请设计一个实验，验证产物是Mg3N2，写出操作步骤、现象和结论：
_____________。
【答案】B目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生D目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生F目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b（或b→a）FA制得的氮化镁不纯将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁，若试纸不变蓝，则不含有Mg3N2
【解析】
【分析】
本题是在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量纯净的氮化镁，为了保证产品的纯度，需要除去空气中的氧气、二氧化碳及水气，分别利用还原铁粉、氢氧化钠溶液及浓硫酸完成，产品的检验可利用氮化镁的性质⑤来设计实验操作。
【详解】
（1）根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铁粉为了除去空气中氧气；所以在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置B，目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；D，目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生；F，目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生；
（2）气体参与的物质制备实验中装置的连接一般顺序是：
制备气体→除杂→干燥→制备→尾气处理；需除去空气中的O2、CO2、H2O制备氮化镁，浓硫酸B的作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠D是除去空气中二氧化碳，还原铁粉F是为了除去空气中氧气，所以装置连接顺序是，j→h（除二氧化碳）→g→d（除水蒸气）→c→k（除氧气）→l（或l→k）→a→b（或b→a）；
（3）通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃F，再点燃F，因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应，如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁；
（4）依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。
7．Ⅰ.某化合物M（仅含三种短周期元素）是一种储氢材料。
为探究M的组成和性质，设计并完成如下实验：
已知：
化合物A仅含两种元素；气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答：
（1）化合物M的组成元素是______________（用元素符号表示）。
（2）化合物A与水反应的化学方程式是______________________。
（3）镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M和一种单质气体，该反应的化学方程式是______。
II．无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为1︰1︰4。
将23.8gX与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，产生46.6g白色沉淀。
请推测并回答：
（4）单质A有很强的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等。
A中组成元素的简单离子结构示意图为___________________________。
（5）X的化学式_____________。
（6）实验室可通过低温电解B溶液制备X。
该电解反应的化学方程式___________________。
（7）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫。
在碱性条件下，X氧化NO的离子方程式_____________________。
（8）X溶液与铜反应时先慢后快。
某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生成的Cu2+对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：
取少量铜粉置于试管中，先加入少量CuSO4溶液，再加入X溶液，振荡，观察现象。
若加入硫酸铜溶液的反应快，说明Cu2＋起了催化作用，反之Cu2＋不起作用。
写出X与铜反应的化学方程式________，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由_________。
【答案】Mg、N、HMg3N2+6H2O==3Mg（OH）2↓+2NH3↑Mg+2NH3
Mg（NH2）2+H2↑
Na2S2O82NaHSO4
Na2S2O8+H2↑3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2ONa2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用
【解析】
【分析】
I.气体B（4.48L）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B为NH3，其物质的量为4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，某物质M（仅含三种元素）是一种储氢材料，M隔绝空气高温分解生成固体A和氨气，镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M，证明M中含有N、H、Mg元素，A只含两种元素，A和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体A和水反应生成氨气物质的量为0.1mol，白色沉淀C为氢氧化镁沉淀，则A为Mg3N2，物质的量为0.05mol，由元素守恒可知Mg元素物质的量0.15mol，M中含氮元素为0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氢元素物质的量为（8.4g-0.3mol×14g/mol-0.15mol×24g/mol）÷1g/mol=0.6mol，M中元素物质的量之比为n（Mg）：
n（N）：
n（H）=0.15：
0.3：
0.6=1：
2：
4，可知M化学式为Mg（NH2）2，以此来解答。
II．无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，23.8gX的物质的量为0.1mol，X与水共热生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，B中含有Na元素，则X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，产生46.6g白色沉淀，白色沉淀为BaSO4，其物质的量为0.2mol，根据S原子守恒可知X中含有2个S原子，B为NaHSO4，X中三种元素原子个数比为1：
1：
4，该无机盐X可以表示为（NaSX4）2，则X元素相对原子质量为16，X为O元素，故A为O3，X为Na2S2O8．
【详解】
Ⅰ.
（1）由上述分析可知，M中含元素为Mg、N、H，
故答案为：
Mg、N、H；
（2）化合物A与水反应的化学方程式是Mg3N2 +6H2O═3Mg（OH）2↓+2NH3↑，
故答案为：
Mg3N2 +6H2O═3Mg（OH）2↓+2NH3↑；
（3）镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M和一种单质气体,气体为氢气,则该反应的化学方程式是Mg+2NH3═Mg（NH2）2+H2↑，
故答案为：
Mg+2NH3═Mg（NH2）2+H2↑。
II．（4）单质A为O3，组成元素的简单离子结构示意图为：
，故答案为：
；
（5）X的化学式为：
Na2S2O8，故答案为：
Na2S2O8；
（6）实验室可通过低温电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8，电解方程式为：
2NaHSO4
Na2S2O8+H2↑；
（7）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫．在碱性条件下，Na2S2O8氧化NO的离子方程式为：
3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O，
故答案为：
3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O；
（8）Na2S2O8与铜反应的化学方程式：
Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4，该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用，
故答案为：
Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4；该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用。
8．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
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