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1、2020-2021 高考化学备考之镁及其化合物压轴突破训练培优篇及答案解析(1)一、镁及其化合物1已知 A 为单质， B、C、D、 E 为化合物，它们之间存在如下转化关系：（1）若 A 为非金属单质，B 为镁条在空气中燃烧的产物之一，其与水反应可生成气体C，D 为无色气体，在空气中可变成红棕色，C 与 HCl 气体反应生成E 时产生大量白烟，则B的化学式为，由 C 转化为 D 的化学方程式为，上述反应中属于氧化还原反应的有。（2）若 A 为生活中常见的金属单质，B 为 A 与盐酸反应的产物，C 可通过单质间的化合反应制得，加热蒸干并灼烧C 的溶液可得到红棕色的D，将 C 滴入沸水中可得E 的胶
2、体，则由 B 转化为 C 的离子方程式为，加热蒸干并灼烧C 的溶液可得D 的原因是。【答案】（1） Mg3N2 4NH3+ 5O24NO +6H2 O（ 2） 2Fe2+Cl2= 2Fe3+2Cl-FeCl3 水解吸热，且水解产物HCl 易挥发，从而彻底水解生成Fe(OH)3，灼烧时分解生成23Fe O 。【解析】试题分析：（ 1）镁条在空气中燃烧的主要产物有氧化镁和氮化镁，因B 可与水反应生成气体 C，所以 A 为 N2， B 为 Mg 3N2， C 为 NH3， D 在空气中由无色变红棕色，故D 为 NO，NH3 与 HCl 气体反应生成 NH4Cl 时产生大量白烟，所以E为 NH4Cl。
3、根据反应过程中是否存在元素化合价变化，可判断出氧化还原反应有。（2）由 C可通过单质间的化合反应制得，加热蒸干并灼烧C 的溶液可得到红棕色的D，且B 为 A 与盐酸反应的产物，可判断A 为 Fe， B 为 FeCl ， C 为 FeCl ， D 为 Fe O ， E 为2323Fe(OH)3。考点：元素化合物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
4、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：A、 C、 D三种物质的化学式依次是 _。B、 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_ 。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2-=H2O CO
5、2B、 E 两溶Mg(OH)2NaHSO4、KCl 、 BaCl2CO32H2-，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 SO4所产生的H 抑制水的电离【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
6、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 BaCl 2； 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A4为 NaHSO。A 、 C、 D 三种物质的化学式依次是NaHSO4、 KCl、 BaCl 2，因此，本题正确答案是：NaHSO4、 KCl 、 BaCl2；B 、E 两者中有一种可与 A 反应，纯碱
7、与氢离子反应，则它与足量A 反应的离子方程式2-为 CO3 2H =H2OCO2，因此，本题正确答案是：2-CO 2H =HO CO；322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；4，其溶液显酸性的原因是(3) 溶于水抑制水的电离的物质的化学式为NaHSO=NaNaHSO42-，所产生的抑制水的电离，H SOH4因此，本题正确答案是：2-，所产生的抑制水的电离。NaHSO； NaHSO=Na H SOH4443X、Y、 Z、 W 是常见的几种元素，其相关信息如表：元素
8、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ZZ 与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂WW 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+2H2OCl2+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I2Na3 2Mg
9、N【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 2H222+OCl
10、 +H +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。4X、Y、 Z 三种物质有如下转化关系：(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 步反应的离子方程式：_ ； _ ； _【答案】42232+2+2+-=AgClMgSO Mg(OH) MgCl BaClAgNOMg(OH) +2H =Mg +2HOAg +C
11、l2+2-=BaSOBa +SO44【解析】【分析】【详解】(1)X 和硝酸钡反应生成硝酸镁，则 X 应为 MgSO4，加入 NaOH反应生成 Mg(OH)2, 与盐酸反应生成 MgCl2，则 Y 为 Mg(OH)2， Z 为 MgCl2， MgSO4可与 BaCl2 反应生成 MgCl2，则甲为 BaCl2，MgCl 与 AgNO反应生成硝酸镁，则乙为AgNO，233故答案为 MgSO4； Mg(OH)2； MgCl2； BaCl2； AgNO3；(2) 为2和盐酸的反应 , 反应的离子方程式为2+2+2Mg(OH)Mg(OH) +2H =Mg +2H O，为 MgCl2 和 AgNO3的反
12、应 , 反应的离子方程式为Ag+Cl - =AgCl，为 MgSO和 BaCl的反应 , 反应的离子方程式为2+2=BaSO，Ba +SO424 -4+2+-=AgCl、 Ba2+2-=BaSO。故答案为 Mg(OH) 2+2H =Mg +2H2O、 Ag +Cl+SO445 已知 D、 E、 F 均是短周期元素形成的单质， E 的氧化物对应的水化物为中强碱， F 为黑色固体， A、 D 为无色气体， B、 C 的焰色反应呈黄色。它们之间的变化关系如右图所示（个别生成物略去），回答以下问题：（1）写出 A 与 E 反应的化学方程式：_ 。（2）写出与 E 同周期的最活泼非金属单质的实验室制法的
13、化学方程式：_。（3）写出 C 的溶液与少量盐酸反应的离子方程式：_。【答案】 2Mg CO22MgO C222232MnO 4HCl(浓 )MnCl Cl 2H OCO H =HCO3【解析】【分析】将文字信息标注于框图，再据物质转化关系，从中学常见物质出发进行推断。【详解】短周期元素形成的中强碱只有Mg(OH)2，则 E 为镁（ Mg ）。由 A（气体） +E（Mg ） F（黑色固体），则A 为二氧化碳（ CO2）、 F 为碳（ C）。 D（气体） +F（ C） A（ CO2），则 D 为氧气（ O2）。 A（ CO2） +B（焰色黄色） C（焰色黄色） +D（ O2），则 B 为过氧化钠
14、（ Na2O2）、 C 为碳酸钠（ Na2CO3 ）。（1） A（ CO2）与 E（ Mg ）反应的化学方程式2Mg CO22MgO C。（2）与 E（ Mg ）同周期的最活泼非金属单质是氯气（Cl2），实验室制氯气的化学方程式MnO 4HCl(浓 )MnCl Cl 2H O。2222（3） C（NaHCl）反应的离子方程式2 H。2CO3）的溶液与少量盐酸（CO3=HCO36 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+ED的化学反应方程式_ 。（2）若常温下B、 C均
15、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+ED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+ED的化学反应方程式_ 。【答案】CuO CuO+H2Cu+H2O3Fe+4H2OFe3O4+4H22Mg+CO2MgO+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；
16、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；7 某学习小组探究Mg 与 NaHCO3 溶液反应的机理，做了如下探究。实验一：实验A实验B在注射器中加入过量镁片(擦去表面氧化在注射器中加入过量镁片(擦去表面操作膜)，吸入15mL饱和NaHCO3 溶液。氧化膜 )，吸入15mL蒸馏水。现象有气体产生， 20min 产生大量白色沉淀后注射器内壁和底部缓慢产生气体（ 1）实验 B 的目的是 _。实验二：（2）根据实验二，实验A 中产生的气体是 _。 (填分子式 )实验三
17、：分别取少量实验A 和 B 的上层清液于两支试管中，各加入2 滴 BaCl2 溶液， A 中立即产生白色沉淀，B 中无明显现象。（3）实验三说明Mg 与 NaHCO3 溶液反应产生了 _(填离子符号 )。实验四：该小组同学对实验A 中产生的白色沉淀做出如下猜测：并用图所示装置进行实验，进一步确定白色沉淀的成分。猜测 1：白色不溶物可能为Mg(OH) 2猜测 2：白色不溶物可能为MgCO3猜测 3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁yMg(OH)2?xMgCO3 （4）若用装置 A、 B 组合进行实验， B 中有白色浑浊，则猜想 _不正确；将装置按A、C、 B 的顺序组合进行实验，当出现_现象时，猜想
18、3 是正确的。实验五：用图所示装置测定碱式碳酸镁yMg(OH)2?xMgCO3的组成：（5）称取干燥、纯净的白色不溶物7.36g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置 A 和 B 中。实验后装置 A 增重 0.72g，装置 B 增重 2.64g。装置 C 的作用是 _，白色不溶物的化学式为 _。【答案】做对照实验气中的二氧化碳和水【解析】【分析】2-1 当 C 中出现蓝色， B 中出现浑浊防止 B 吸收空H2、 CO2 CO32Mg(OH)23MgCO3（1）根据实验A、 B 的操作不同点分析实验B 的目的；（ 2）根据实验二中现象分析即可得出结论；（ 3）根据溶液中存在
19、平衡以及加入氯化钡溶液后的现象分析；（ 4）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，水能使无水硫酸铜变蓝分析；（5）根据 B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以B 不能直接与空气接触；根据A 中增重是水的质量，计算出氢氧化镁的质量，B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量。【详解】（1）本实验探究Mg 与碳酸氢钠的反应，实验A 加入碳酸氢钠水溶液，故为了排除其中水的干扰，设置实验B，加入等体积的水，与A 对照；（ 2）根据实验二现象分析，能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳，用燃着的火柴靠近，听到尖锐的爆鸣声证明有氢气；（ 3）溶液中存在平衡 HCO3-?H
20、+CO32- ，加入镁与 H+反应，使 c（ H+）减少，平衡正移，产生 CO 2- ，分别取少量实验A 和 B 的上层清液于两支试管中，各加入2 滴 BaCl32 溶液， A 中立即产生白色沉淀，该沉淀为碳酸钡，证明溶液中含有CO32-；（4）氢氧化镁分解会产生水，碳酸镁分解会产生二氧化碳，B 中有白色浑浊产生，说明有碳酸镁，所以猜测 1不正确，猜测 3 要想正确，必须同时产生二氧化碳和水，所以当C 中出现蓝色， B 中出现浑浊，猜想3 正确；（5） B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以B 不能直接与空气接触，为了防止空气中的水蒸气和CO2 进入装置 B 中，影响实验结果，
21、所以应连接一个干燥装置除去空气中的水蒸气和CO2； A 中浓硫酸增重是水的质量，水为0.72g，水的物质的量为0.04mol ，氢氧化镁物质的量为0.04mol ， B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为2.64g，二氧化碳的物质的量为0.06mol ，原子守恒，碳酸镁的物质的量为0.06mol X:Y=0.04： 0.06=2： 3，白色不溶物的化学式为2Mg(OH)23MgCO3。8 镁的化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：(1) 单质镁在空气中燃烧的主要产物是_，还生成少量的 _( 填化学式 ) 。(2) 物质的量为 0.10mol 的镁条在只
22、含有 CO2和 O2 混合气体的容器中燃烧 ( 产物不含碳酸镁) ，反应后容器内固体物质的质量不可能为_A 3.2gB 4.0gC 4.2gD 4.6g(3) 镁作为一种强还原剂，还用于钛和铀的生产，写出镁与TiCl 4 在高温条件下制取钛的化学方程式 _。(4) 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。Mg2Cu 是一种储氢合金。 350时， MgCu 与 H 反应，生成 MgCu和仅含一种金属元素的氢化物( 其中氢的22222_。质量分数为 0.077) ， MgCu 与 H 反应的化学方程式为(5)CH 3MgCl 是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是_，该化
23、合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式_ 。高温【答案】 MgOMg3N2 D TiCl 4 +2Mg2MgCl 2 +Ti2Mg 2Cu+3H 2350 2 价2CH MgCl2HO=Mg(OH) 2CH MgCu 2 +3MgH 23224MgCl2【解析】【分析】(1) 镁在空气中燃烧，不仅和氧气反应还和氮气反应；(2) 金属 Mg 在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧，固体的质量包括未反应镁的质量、生成的碳的质量和生成的氧化镁的质量，采用极限讨论法，若镁全部与二氧化碳反应生成固体量最大，假设镁没有反应，则固体量最少，计算出固体的范围，然后对各选项进行
24、判断；(3)镁与 TiCl4 在高温条件生成钛和氯化镁；(4) 令金属氢化物为RH，金属 R 的相对分子质量为a，则x=0.077，即 923x=77a， X 为xa+x金属的化合价，讨论可得x=2， a=24，故该金属氢化物为MgH2；(5) 根据化合价代数和为 0 判断镁的化合价，根据元素守恒书写化学方程式。【详解】(1) 镁在空气中燃烧，镁和氧气反应生成氧化镁 (化学式为 MgO)，和氮气反应生成氮化镁，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的氧化镁，还生成少量的氮化镁，化学式为Mg3N2；(2) 镁条在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量为：未反应
25、镁的质量、生成的碳的质量及生成的 MgO 的质量，若气体中无氧气，镁完全与二氧化碳反应时，反应后固体的质量最大；高温2Mg+CO 22MgO+C2210.10mol 0.10mol 0.05mol则0.1mol镁完全反应最多可生成固体的质量为：0.10mol 40g/mol+0.05mol 12g/mol=4；.6g若金属镁没有反应，则固体的质量最少，固体质量最小为：0.10mol 24g/mol=2.4g；由于含有二氧化碳和氧气，且镁条也参加了反应，则反应后固体质量m 的范围应为：2.4gm 4.6g，故答案为 D；(3)镁与 TiCl4 在高温条件生成钛和氯化镁，发生的化学方程式为高温Ti
26、Cl 4 +2Mg2MgCl 2 +Ti ；(4) 令金属氢化物为xa，则xRH ，金属 R 的相对分子质量为=0.077，即 923x=77a， X 为a+x金属的化合价，讨论可得x=2， a=24，故该金属氢化物为MgH2，故反应方程式为3502Mg 2Cu+3H 2MgCu 2 +3MgH 2 ；(5) 根据 CH3MgCl 中各元素化合价代数和为 0 可知镁的化合价为 +2 价， CH3MgCl 水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2O=Mg(OH)2+MgCl2+2CH4 。9 将一定质量的MgAl 合金投入100mL 一定物质的量浓度的某HCl
27、 溶液中，充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH 溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH 溶液的体积关系如图所示。回答下列问题。（ 1）原 Mg-Al 合金的质量是 _，合金中 Mg 与 Al 的物质的量之比是 _；（ 2）所加 NaOH 溶液的物质的量浓度是 _ ；（3）原 HCl 溶液的物质的量浓度是_ 。（4）向含有 0.1molNH 44 2-1Al(SO )的溶液中逐滴加入 5 mol LNaOH 溶液，开始发现熔液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体(NH3)逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH 溶
28、液体积的关系示意图。 _【答案】5.1 g 11-1- 16 mol L5 mol L【解析】分析图象可知， MgAl合金与 HCl 反应时，盐酸过量，图象中各线段对应的化学反应如下： OA 段： H OH 22 2OH23 =H O，AB 段： Mg=Mg(OH) 和 Al2H2O。据此解析如下：3OH =Al(OH) 3 ， BC 段： Al(OH) 3 OH =AlO 2 (1) B 点对应的沉淀为 Al(OH)3和 Mg (OH)，其总质量为13.6g，C 点对应的沉淀为Mg2(OH) 25.8gMg (OH) 2Mg)=0.1mol ，即金属镁的质量为2.4g；则，其质量为，所以 n
29、= n(n(Al )=nAl(OH) 313.6g 5.8g2.7g，所以合金中Mg 与 Al=0.1mol ，则金属铝的质量为78g / mol的物质的量之比为11，合金的总质量为5.1g 。(2) 由 (1) 的分析可知 nAl(OH)3 =0.1mol，则反应中溶解Al(OH)3 沉淀需要n(NaOH)=0.1mol ，BC 段加入氢氧化钠溶液的体积为0.1mol= 5mol/L 。20mL ，所以 c(NaOH)=0.02 L(3) 当加入 NaOH 溶液的体积为120mL 时，即 B 点的溶液中溶质只有NaCl，根据其组成比即0.6mol=n(Na+)=n(Cl)，可得 n(NaOH
30、)=n(HCl)=0.12L mol/L=05.60mol ，所以 c(HCl)=0.1L6mol/L 。+Al(OH) 3(4) 据题意，加入NaOH溶液时，先与 Al34溶解，反应的反应，再与 NH 反应，最后离子方程式依次为Al 3 3OH =Al(OH)3 4+ OH=NH 3+H2O， Al(OH)3OH ，NH2H44)2的物质的量为 0.1mol和c()= 5mol/L，求出反应中=AlO 22O，由 NHAl(SONaOH生成 nAl(OH) 3 =0.1mol ，消耗 V(NaOH)=60mL，反应 消耗 V(NaOH)=20mL，反应消耗V(NaOH)=20mL，由此可画出
31、图象如答案所示。点睛：利用图象的 BC 段求出氢氧化钠溶液的浓度是解答本题的关键；利用B 点溶液中溶质的组成比求出盐酸的浓度是解题的技巧。10 实验室探究金属Mg在 NOx中的燃烧产物。回答下列问题：(1) 推测金属 Mg在 NOx中的燃烧产物为 MgO、 N2 和 Mg3N2，则反应的化学方程式为_ 。(2) 设计下列装置完成反应且验证产物中有N2( 夹持装置已略去，部分装置可重复使用) 。选择上图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为_。安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是_。装置 A 中仪器名称为 _ ，反应的化学方程式为_ 。验证产物中有N2 生成的现象为 _ 。(3) 检验 Mg与 NOx 反应产物中是否存在 Mg3N2 的操作、现象