高考化学与镁及其化合物有关的压轴题及答案解析.docx

1、高考化学与镁及其化合物有关的压轴题及答案解析2020-2021高考化学与镁及其化合物有关的压轴题及答案解析一、镁及其化合物1有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成氢气和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：(1)写出化学式：A_；B_；C_。(2)写出化学方程式：C与水蒸气反应_；A与水反应_。【答案】Na Mg Fe 3Fe4H2O(g) Fe3O44H2 2Na2H2O=2NaOHH2 【解析】【分析】有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体，则A为钠；B也能在空气中剧烈燃烧

2、，发出耀眼的白光，则B为镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，则C为铁，据此分析。【详解】有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体，则A为钠；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，则B为镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，则C为铁。(1)A、B、C的化学式分别为 Na 、 Mg 、 Fe。(2)化学方程式为C与水蒸气反应化学方程式为3Fe4H2O(g) Fe3O44H2；A与水反应化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2。2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_。

3、(2)写出上述各步反应的离子方程式：_；_；_；_。【答案】MgSO4 Mg(OH)2 MgCl2 BaCl2 AgNO3 SO42-+Ba2+BaSO4 Mg2+2OH-Mg(OH)2 Mg(OH)2+2H+Mg2+2H2O Ag+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

4、(OH)2、Z为MgCl2、试剂甲为 BaCl2，试剂乙为AgNO3；(2)反应的离子方程式为：SO42-+Ba2+BaSO4；反应的离子方程式为：Mg2+2OH-Mg(OH)2；反应的离子方程式为：Mg(OH)2+2H+Mg2+2H2O；反应的离子方程式为：Ag+Cl-AgCl。3下图中AJ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中含有的化学键是_。（2）写出铜与J反应制取H的化学方程式：_。（3）写出反应的离子方程式：_。（4）写出物质B的电子式：_；写出物质E的电子式：_。（5）在反应中，当生成标况下22.4 L

5、物质G时，转移电子数为_mol。【答案】离子键 极性共价键 3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O NH4HCO32OHNH3CO322H2O 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与碱反应生成气体D，D是氨气，即A是铵盐。C能与过氧化钠反应，B能与镁反应，因此C为水，B是二氧化碳，则A为NH4HCO3。E为MgO，F为C，水与过氧化钠反应生成G，G为O2，D与G反应生成H，H为NO，I为NO2，J为HNO3，再结合F与J反应生成B、C、I，符合上述转化。【详解】（1）碳酸氢铵中含有的化学键是离子键和共价键。（2）铜与J反应制取H的化学方程式为3

6、Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O。（3）反应的离子方程式为NH4HCO32OHNH3CO322H2O。（4）二氧化碳的电子式为；氧化镁是离子化合物，电子式为。（5）在反应中过氧化钠中氧元素化合价从1价升高到0价，则当生成标况下22.4 L即1mol氧气时，转移电子数为2mol。【点晴】利用物质的转化推断出各物质是解答本题的关键，C及A为解答本题的突破口；解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等；例如本题中的能与强碱反应放出气体的一般是铵盐等。4将一定质量的Mg和Al的混合物

7、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，020mL发生酸碱中和反应，20200mL发生反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，200240mL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0.1524

8、+0.227 =9.0g；（2）由200240mL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）=（0.252）/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5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：按图连接装置，检验气密性，并往各装置中加入试剂；打开装置a上活塞一段时

9、间；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）操作时，装置b中装入的试剂是_；（2）步骤时，当观察到_时，才能进入步骤。：探究反应产物及反应机理。取反应后双通管中固体物质292g进行如下实验：仔细观察固体，发现有黑色颗粒；将固体溶于足量的水并过滤、洗涤，得到18 g滤渣（干燥）；将滤液加水稀释配成250mL的溶液；取少量的溶液，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；取250mL的溶液，用30molL-1盐酸滴定，消耗盐酸2000mL。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：292g残留

10、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6.2g 12Na+7CO23C+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

11、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）步骤将干燥得到1.8g滤渣为不溶物碳；步骤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=0.2mol106g/mol=21.2g，步骤中盐酸滴定碳酸钠，消耗盐酸的物质的量为0.

12、02mol2=0.04mol，实际消耗HCl为3.0molL-10.020L=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；步骤中盐酸滴定碳酸钠，消耗盐酸的物质的量为0.02mol2=0.04mol，实际消耗HCl为3.0molL-10.020L=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，滴定中氢氧化钠消耗的HCl为0.06mol-0.04mol=0.02mol，根据钠离子守恒可知氧化钠的物质的量为=0.01mol

13、，故29.2g固体物质中氧化钠的物质的量为=0.1mol，其质量为0.1mol62g/mol=6.2g，故答案为碳的质量为1.8g；碳酸钠的质量为21.2g；氧化钠的质量为6.2g；（5）根据（4）中的计算可知产物为C、Na2O和Na2CO3，三者物质的量之比为：0.1mol：0.2mol=3：2：4，故反应方程式为：12Na+7CO23C+2Na2O+4Na2CO3，故答案为12Na+7CO23C+2Na2O+4Na2CO3。点睛：本题考查物质组成与探究，涉及对实验方案的理解、实验基本操作、化学计算与数据处理等，确定生成物的成分以发生的反应是难度，也是易错点，注意不能直接利用固体物质质量减去

14、碳与碳酸钠的质量确定氧化钠的质量。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：2Mg+O22MgO；3Mg+N2Mg3N2；2Mg+CO22MgO+C Mg+H2OMgO+H2 Mg3N2+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

15、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，避免反应发生 D 目的是除去空气中的CO2，避免反应发生 F 目的是除去空气中的氧气，避免反应发生 jhgdckl(或lk)ab (或ba) F A 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

16、【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，避免反应发生；D，目的是除去空气中的CO2，避免反应发生；F，

17、目的是除去空气中的氧气，避免反应发生；(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，jh(除二氧化碳)gd(除水蒸气)ck(除氧气)l(或lk)ab (或ba)；(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

18、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。7Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、MgO和N2。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：限用如下装置实验（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）（1）装置连接的顺序为 （填字母序号）；（2）连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是_；（3）装置A中盛装的干燥剂是 ；装置F的作用_ _；（4）验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为 确定产物中有N。生成的实验现

19、象为 ；（5）已知装置E中初始加入Mg粉质量为132 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为210 g，产生N2的体积为1120 mL（标准状况）。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：_ _。【答案】（1）BAEAFC(D)（2分）；（2）关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若到期管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好（2分）；（3）无水氯化钙或五氧化二磷等（1分）除去二氧化氮（2分）（4）取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色（2分）

20、；装置C中收集到大量气体（2分）；（5）11Mg+4NO2=Mg3N2+ 8MgO+N2（2分）【解析】【分析】【详解】（1）铜与浓硝酸反应产生的气体为二氧化氮，用干燥剂干燥，通入硬质玻璃管与镁粉反应，用F装置除去多余的二氧化氮，装置C、D排水法收集氮气，故装置的链接顺序为BAEAFC(D)；（2）连接好仪器，装药品前装置的气密性检验方法是关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若到期管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好；（3）二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等；（4）取少量反应后的固体

21、产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，确定产物中有氮气生成的实验现象为装置C中收集到大量气体；（5）设生成二氮化三镁的物质的量为x摩尔，氧化镁的物质的量为y摩尔，可得3x+y=055mol，100x+40y=210g，解x=005 y=04，氮气的物质的量为005摩尔，即可得方程式为：11Mg+4NO2=Mg3N2+ 8MgO+N2。8.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

22、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114。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

23、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、H Mg3N2 + 6H2O = 3Mg（OH）2+ 2NH3 Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2 Na2S2O8 2NaHSO4Na2S2O8+H2 3S2O82-+2NO+8O

24、H-=6SO42-+2NO3-+4H2O 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 【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4.48L22.4L/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

25、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-0.3mol14g/mol-0.15mol24g/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

26、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】. (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+6H2O3Mg(OH)2+2NH3，故答案为：Mg3N2+6H2O3Mg(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

27、,则该反应的化学方程式是Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2，故答案为：Mg+2NH3Mg(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：2NaHSO4Na2S2O8+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-+4H2

28、O；（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。9海洋是一座巨大的化学资源宝库，从中可以提取许多常见的化学物质，结合所学知识回答下列问题，(1)“吹出法”提溴空气吹出法是工业规模提溴的常用方法，其流程如下：其中步骤的目的是_。步骤反应的离子方程式为_。除SO2外，步骤还可以选用Na2CO3溶液吸收溴，主要反应是Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3（未配平），吸收1molBr2时，转移电子的物质的量为_mol。（2）实验室模拟从海带中提取碘，可能经历如下操作(或过程），请选择必要的操作(或过程），并按实验的先后顺序排列_