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1、2020-2021 高考化学专题镁及其化合物推断题综合检测试卷一、镁及其化合物1 镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：试回答下列问题：（1）在镁铝合金中加入 NaOH 溶液，写出反应的化学反应方程式 ，固体 B 的化学式 。（2）操作 包含的实验步骤有：蒸发浓缩、洗涤、干燥。（3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为4.95 g，硫酸铝晶体的质
2、量为49.95 g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K， 553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG 曲线见下图 ,已知：。根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。【答案】（ 1） 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（ 2） Al(OH)3（3）冷却结晶 （4）过滤减少晶体的溶解（ 5）洗去晶体表面杂质（ 6）有利于晶体的干燥（ 7） Al2(SO4)318H2O（ 8）Al2
3、 (SO4)33H2O （9） Al2(SO4)3Al2O3+3SO【解析】【分析】向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，镁不反应，固体A 为 Mg，采用过滤的方法进行分离，向滤液中通入二氧化碳，发生反应：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3，再通过过量进行分离，固体 B 为氢氧化铝，氢氧化铝与硫酸反应得到硫酸铝溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体（ 1） Al 和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应；（ 2）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；（
4、3）用乙醇洗涤，可以减少晶体的溶解，有利于晶体的干燥；（4） Al 的质量为9g-4.95g=4.05g，设硫酸铝晶体化学式为：Al2（ SO4） 3nH 2O，根据 Al 元素守恒计算硫酸铝晶体的物质的量，再计算硫酸铝晶体的相对分子质量，进而计算n 的值，确定化学式；（ 5）根据（ 4）中计算可知，晶体中结晶水的质量分数，低温加热，首先失去结晶水，高温下，最终硫酸铝分解，根据失重 %计算判断各阶段分解产物，再书写化学方程式；【详解】（1）在镁铝合金中加入NaOH 溶液， Al 可以与强碱溶液发生反应，而Mg 不能反应，该反应的化学反应方程式是2Al+2NaOH+2H2 O=2NaAlO2+3
5、H2；所以固体 A 是 Mg；向滤液中通入过量的 CO2 气体，由于酸性 H2 CO3Al(OH)3,会发生反应： NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH) +NaHCO；所以固体 B 是 Al(OH) ；333（2）用硫酸溶解该固体，发生反应：2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O；得到的溶液C 是Al2 (SO4)3 溶液；由于其溶解度随温度的升高而增大，所以从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥；（ 3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，来洗去表面的杂质离子，选用无水乙醇的原因是减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥；（ 4
6、）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为 4.95 g，金属发生反应，而镁不反应，减少的质量为金属铝的质量，则m(Al)= 9.00g4.95 g=4.05g， n(Al)=4.05g=0.15mol ，硫酸铝晶体的质量为49.95 g，硫酸铝晶体中含有SO42-的物质的量为27g / mol42-)=33+324 3的质量是24 30.15moln(SOn(Al)= 0.15mol=0.225mol, Al (SO )m(Al (SO ) )= ()222 342g/mol=25.65g，则含有的结晶水的物质的量是（49.95g25.65g）n(H O)=1.
7、35mol ，218g / mol则 n(Al 24 320.15mol(SO )： n(H O)= ()： 1.35mol=1 ： 18，所以该结晶水合物的化学式是：2Al2 (SO4)318H2O。（ 5）在第一个阶段，减少的水的质量是：m(H2 O)= 40.54% 49.95g=20.25g，失去的结晶水20.25g的物质的量是：n(H2O)=1.125mol ，则在晶体中n(Al2 (SO4)3)：18g / moln(H2O)= 0.15mol ：（ 1.35mol 1.125mol ） =1： 3，所以此时得到的晶体的化学式是2Al2 (SO4)33H2O；（ 49.95 g48
8、.65%）在第二个阶段，失去结晶水的物质的量是n(H2O)=1.35mol ，结晶水18g / mol完全失去，得到的固体物质是：Al2(SO4)3，则在第三个阶段加热发生分解反应，是硫酸铝的分解，方程式是：Al2 (SO4)3Al2O3+3SO3。2 短周期元素形成的物质之间的反应不在溶液中进行A、 B、 C、 D、 E，它们的转化关系如下图所示，物质(E 可能与 A、B 两种物质中的某种相同)。A 与物质B请回答下列问题：(1)若 C 是离子化合物， D 是一种强碱，写出C 的电子式： _(2)若 E 是有臭鸡蛋气味， D 是既能溶于强酸，又能溶于强碱的化合物。用电离方程式解释D 既能溶于
9、强酸，又能溶于强碱的原因：_用等式表示 E 与 NaOH 溶液反应后生成正盐的溶液中所有离子浓度之间的关系：_(3)若 C 是一种气体， D 是一种强酸，且 E 与 A 相同，则 C 与水反应的化学方程式为(请标出电子转移方向和数目)： _(4)若 A 是一种单质，该元素的原子最外层电子数等于最内层，气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，那么化合物D 是 _ 。【答案】H+H2O+AlO2-Al(OH)3Al3+3OH-c(Na+)+c(H+)=2c(S2- )+c(HS-)+c(OH-)Mg(OH)2【解析】【分析】(1)CDNaOHCNa2O2(NaH)为 O2 或 H2 ；(2)D 是既能
10、溶于强酸、又有溶于强碱的化合物，应为Al(OH)3， E 的水溶液呈现弱酸性，E可能与A、 B 两种物质中的某种相同，结合转化关系分析可知C 应为H2S；(3)若 C 是一种气体，D 是一种强酸， C 应为 NO2，则 D 为 HNO3 ，E 为 NO，结合物质的性质解答该题；(4)若 A 是一种单质，该元素的原子最外层电子数等于最内层，气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则气体 E 为 NH3， A 为 Mg ， B 为氮气，生成的C 为 Mg2N3。那么化合物 D 是【详解】(1)若 C 是离子化合物， D 是一种强碱，可能为 NaOH，则 C 可为 Na2O2，生成气体为 O2或H ，
11、Na O 是离子化合物，其电子式为；222(2)D 是既能溶于强酸、又有溶于强碱的化合物，应为Al(OH)3， E 的水溶液呈现弱酸性，E可能与 A、 B 两种物质中的某种相同，结合转化关系分析可知C 应为 H2S；D 为氢氧化铝既能溶于强酸，又能溶于强碱的原因的电离方程式为酸式电离和碱式电离，电离方程式为：H+ +H2O+AlO2-Al(OH)3Al3+3OH-；E 为 H2S，与 NaOH 反应生成的正盐溶液为硫化钠溶液，硫离子水解，溶液中离子浓度存在电荷守恒为： c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)：(3)若C 是一种气体，D 是一种强酸，应C 为NO2，
12、则D 为HNO3， E 为NO；NO2 与水反应生成HNO3 和NO，反应的方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，此反应为氧化还原反应，反应中电子转移的方向和数目为；(4)若 A 是一种单质，该元素的原子最外层电子数等于最内层，气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则气体 E 为 NH3， A 为 Mg ， B 为氮气，生成的C 为 Mg2N3， Mg2N3 溶于水发生双水解，生成氨气和氢氧化镁，故D 为 Mg(OH)2。3 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 _
13、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】 H2C Al3+2+Mg + H 2SO4= MgSO4 + H 2 NaAl(OH) 4 Al3+ 4OH=Mg2+Al(OH) 4 Mg + 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
14、H2SO4、MgSO4、 Al2(SO4 )3；加入过量的 NaOH 溶液后，生成可溶性的NaAl(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 Mg 2+、 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NaAl(OH) 4；生成 NaAl(OH) 4的离子方程式为： Al 3+ 4OH-= Al(OH) 4 -；（4）固体M为Mg(OH) 22的离子方程式为：
15、2+-2，生成 Mg(OH)Mg + 2OH = Mg(OH) 4 如图中A H都是中学化学中常见的物质，其中，常温下A 能使铁或铝钝化，B 是固体非金属单质，C 为水，D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体，F 是金属单质，G 可以用作耐火材料，它们之间有如下转化关系：(1)写出下列物质的化学式： E_， H_；(2)写出 A 溶液与 B 反应的化学方程式：_；试写出 E 与 F 的反应方程式： _ 。【答案】 CO2 SO3 C+2H2SO4(浓 )2SO2 +CO2 +2HO 2Mg+CO22MgO+C【解析】【分析】常温下 A 能使铁或铝钝化， A 可能为浓硝酸或浓硫酸，B 是固体非金属
16、单质，C 为水， D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体，则A 为浓硫酸，B 为碳， D 为 SO2，E为CO2 SO2被，氧气氧化产生 SO3，所以 H 为 SO3， SO3 与 H2O 反应产生 H2SO4，F 是金属单质，能够在CO2发生燃烧反应，则 F 是 Mg， Mg 在 CO2 中燃烧产生 C、MgO，G 可以用作耐火材料，则G为 MgO，据此解答。【详解】根据上述分析可知： A 为浓 H2SO4， B 为 C，C 为 H2O， D 为 SO2， E 为 CO2 ，F 是 Mg ， G 为MgO， H 为 SO3。(1)E 为 CO2 ，H 为 SO3；(2)C 与浓硫酸混合加热发生
17、氧化还原反应，产生CO 、 SO 、 H O，反应的化学方程式：222C+2H SO (浓 )2SO +CO +2HO； Mg 在 CO 中在点燃时反应产生MgO 和 C，反应方24222程式为： 2Mg+CO22MgO+C。【点睛】本题考查了无机物的推断。常温下 A 能使铁或铝钝化， D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口，要掌握各种物质的性质及转化关系，注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。5 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 1 HCl 溶液，加入HCl 溶液的体积与生成沉淀的质量关
18、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） 3Mg（ 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
19、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2-+23。 B 点沉淀物的化学式为AlO +H +H O=Al（ OH）Mg（ OH） 2 和 Al（ OH） 3。（3） AB 段消耗 n（ HCl） =1mol/L（
20、0.03L-0.01L） =0.02mol ，根据 Al 守恒和离子反应2-AlO+H+H2O=Al（OH）3， n（ AlCl3） =n（AlO2-） =nAl（ OH） 3 =0.02mol 。根据反应 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，与 AlCl3 反应的 NaOH 物质的量为1.16g2+-22= 58g / mol=0.02mol ，根据反应 Mg0.08mol ；（ MgCl ） =nMg （ OH）+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/L0.01L=0.01mol ；原
21、混合物中NaOH 物质的量为0.08mol+0.04mol+0.01mol=0.13mol ， NaOH 的质量为 0.13mol40g/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 0.02mol2=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0.1mol=0.1L=
22、100mL，则 Q 点加入盐酸的体积为30mL+100mL=130mL。1mol / L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、 MgCl和 AlCl ， Q 点加入的 HCl 相当于在原固体混合物中加入1mol/LHCl 将 NaOH 恰230.13mol好中和，则 n （HCl） =n（ NaOH） =0.13mol ，盐酸溶液的体积为=0.13L=130mL。1mol / L6 把一小块镁铝合金溶于100mL 盐酸中，然后向其中滴入-11 mol L NaOH 溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH 溶液的体积如下图所示。写出 OA 段的离
23、子反应方程式_写出 BC 段的化学方程式_合金中镁的质量_g。盐酸的物质的量浓度_molL-1。【答案】 H+-2322+ OH = H OAl(OH) + NaOH= NaAlO +2H O 0.12 0.5【解析】【详解】由图可知，从开始至加入NaOH 溶液 10mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、 Al 后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，则 OA 段的离子反应方程式为 H+-2+OH =H O；继续滴加 NaOH 溶液，到氢氧化钠溶液为50mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH) 2 和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液再继续滴加NaOH 溶液，
24、氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，则BC 段的化学方程式为 Al(OH)322+ NaOH= NaAlO +2H O；由图可知，从加入10mL 氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2 和 Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，由氢氧根守恒可知3nAl(OH)3+2nMg(OH) 2=n（ NaOH） =（0.06L-0.02L） 1mol/L=0.04mol从加入氢氧化钠溶液 50mL 60mL 溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2 O，所以nAl(OH)3 =（ 0.06-0.05 ） L
25、1mol/L=0.01mol， 3 0.01mol+2nMg(OH)=0.04mol, 解得 nMg(OH) 2=0.005mol ，由原子守恒 n（ Mg） =nMg(OH) 2=0.005mol ， m（ Al）-1-1=0.01mol 27g?mol=0.27g， m（ Mg） =0.005mol 24g?mol=0.12g，故答案为：合金中镁的质量为 0.12g；加入氢氧化钠溶液为 50mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH) 2 和 Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液，根据钠原子守恒，此时溶液中 n（ NaCl）=n（ NaOH） =0.05L 1mol/L=0.05mol，根据氯原子
26、守恒 n （HCl） =0.05mol ，盐酸的物质的量浓度为 0.05/0.1=0.5mol/L ，故答案为：该盐酸的浓度为 0.5mol/L 。7 将一定质量的Al 、 Mg混合物加入到足量的盐酸中，充分反应后得到标准状况下的氢气8.96L ；如果将等质量的该混合物加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下的氢气 6.72L （1）当混合物与盐酸反应时，转移电子总物质的质量为_mol；（2）求混合物中Al 质量为_gMg的质量为 _g【答案】0.8 mol2.4g5.4g【解析】(1)反应中生成的气体都是氢气，当混合物与盐酸反应时生成氢气的物质的量为：=0.4mol，根据电子守恒
27、可知反应转移电子的物质的量为：0.4mol 2=0.8mol；(2)Al、 Mg都与盐酸反应产生氢气，但只有Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，又由于等质量铝与盐酸、氢氧化钠反应产生的氢气体积相同，都为6.72 L，则镁产生的氢气为： 8.96 L-6.72 L=2.24 L，设Mg 的质量为 x， Al的质量为 y，Mg+2HCl=MgCl2+H224g22.4Lx2.24 L则： x=2.4 g，2Al+6HCl 2AlCl +3H2 或 2Al+2NaOH+2H O 2NaAlO +3H232254g67.2 L54g67.2 Ly6.72 Ly6.72 L则 y=5.4g ，答：混合物中
28、Mg 的质量为 2.4g，铝的质量为5.4g。点睛：混合物成分分析的综合计算，本题解题关键是熟悉Mg 与Al的性质相似与差异，Al、Mg均能与盐酸反应，而Al与 NaOH溶液反应，而 Mg不能与 NaOH溶液反应，由此结合反应原理，根据化学方程式逐一计算，还可以根据两次生成的气体差就是 Mg与稀盐酸反应生成的氢气进行计算。8 某无色稀溶液X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO 、 SiO 、 AlO 、 Cl 阳离子Al332、 Fe、 Mg、 NH、 Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量 (n) 与加入试剂体积 (V) 的关系如图所示。（1）若 Y是盐酸，
29、则 oa 段转化为沉淀的离子( 指来源于 X 溶液的，下同 ) 是_， ab 段发生反应的离子是 _， bc 段发生反应的离子方程式为_。（2）若 Y是 NaOH溶液，则 X 中一定含有的离子是_。 ab 段反应的离子方程式为 _ 。【答案】2-、AlO2Al(OH)3 3H2OAl32SiO3CO33 3H =Al、 Mg、 NH4 、 ClNH4OH =NH3H2O【解析】：3分析(1) 无色溶液中不会含有Fe，加入盐酸后能形成的沉淀有323Al(OH)、H SiO ，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，由图象知溶液中肯定含有AlO2-、 SiO32-。oa 段发生反应的离子为-2-2 ,bc
30、 段则是Al(OH)3 溶解 。AlO2 、 SiO3， ab 段为 CO3(2) 当向溶液中加入NaOH 时，生成的沉淀为Mg(OH)2、 Al(OH)3,ab段是 NH4 与 OH 之间发生反应 ，因 Al3、 Mg2 不能与 CO3232-、 AlO 共存，故此时溶液中阴离子只有。、SiOCl详解 :(1)某无色稀溶液X 中 , 无色溶液中不会含有Fe3 ，加入盐酸后能形成的沉淀有323，所以由图象知溶液中含有2-Al(OH)、 H SiO ，前者能溶于过量盐酸中而后者不能AlO32-；则 oa 段发生反应的离子为2-32-； ab 段发生的反应沉淀的量不变, 所以 ab、SiOAlO、
31、 SiO段为盐酸与 CO32 反应 , bc 段沉淀减少 , 则是 Al(OH)3 溶解于盐酸 , 其反应的离子方程式为： Al(OH)3 3H=Al3 3H2O。因此，本题正确答案是： SiO32-、 AlO32 3 Al32； CO； Al(OH) 3H3HO；(2) 若 Y 是氢氧化钠 ，向溶液中加氢氧化钠溶液, 先生成沉淀 , 溶液中可能含Al3 、Mg 2 或两者中的一种 ，因为弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存, 即溶液中不含 CO322-3、 SiO、AlO ，因为溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含 Cl ；当 ab 段时 , 沉淀的量不变化 ,是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当 bc 段: NH4OH NH3H2O，即溶液中含 NH4时沉淀的质量减少但没有完全溶解, 即部分沉淀和氢氧化钠反应, 部分沉淀不反应 ,说明溶液中有 Al3、 Mg2，即bc 段的反应为-： Al(OH)3 OH AlO2 +2H2O。即 X 中一定含有的离子是 Al3 、 Mg2 、 NH4 、 Cl ；因为溶液中有Al3 、 Mg 2 ，故 oa 段转化为沉淀的离子是Al3 、 Mg 2 ， ab 段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体, 反应的离子方程式为 NH432OH NH H O；因此，本题正确答案是： Al3、 Mg244