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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附答案(1)一、镁及其化合物1 以硼镁泥( 主要成分为MgSiO 3、 Fe2O3 及少量A l 2O3 、FeO 和MnO) 为原料制备高纯Mg(OH)2 的流程如下：己知：常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH 范围如下表所示：pH 值Mg(OH) 2Mn(OH) 2MnO(OH ) 2Fe(OH) 2Al(OH) 3Fe(OH) 3开始沉淀时9.37.17.87.63.72.3沉淀完全时10.810.89.89.64.73.7温度高于340时 Mg(OH) 2 开始分解为MgO 和 H2O。(1)“浸取”时，为提
2、高镁的浸取率可行的措施为_ 。a. 将硼镁泥制成浆料b. 降低浸取温度c.用盐酸多次浸取(2)“浸取”时，MgSi3O 与盐酸反应的化学方程式为 _ 。(3) “除铁、铝”时，需调节溶液pH 范围为 _ 。(4) “除 Mn 2+”时发生反应的离子方程式为 _；过滤 3 所得滤渣中含有 MnO(OH ) 2 和 _。(5) “沉镁”时，反应温度与 Mg(OH) 2 的产率如图所示，当温度超过 60，随温度再升高， Mg(OH) 2 产率反而降低，其原因可能是 _ 。【答案】 acMgSi32 =MgCl 22H27pH7.1Mn2+2 2H -O+2HCl+( n- l)H O+SiOn O4
3、.+H O+2O=MnO(OH) 2 +H 2OMg(OH) 2 氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低。【解析】（1）此处主要考查反应速率的影响因素，所以要想加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑，可以采取升温、把硼镁泥粉碎、搅拌等措施，答案选ac 。(2) 根据滤渣 1 可知： MgSiO 3 与盐酸反应生成 SiO2nH2O，还有产物 MgCl2、 H2O方程式为MgSiO 3+2HCl+(n-l)H 2O=MgCl 2+SiO 2 nH 2O（3）加入双氧水后，Fe2+转化为 Fe3+，要使 Fe3+、 Al 3+完全沉淀， pH 必须大于或等于4.7 ，2+7.1 ，所以答
4、案为4.7pHMgBr2MgCl2MgF2（2）请写出在一定条件下液溴与氟化镁固体反应的热化学方程式：_。已知，金属镁在点燃的条件下能与二氧化碳反应：2Mg+CO2 2MgO+C，现将 a 克镁放在盛有 b L（标准状态下）二氧化碳和氧气的混合气体的密闭容器中充分燃烧；（3）若容器中剩余二氧化碳，则残留固体物质_A 一定只有 MgOB 一定有 MgO，可能有 CC 一定有 MgO 和 CD 一定有 C，可能有 MgO（4）若反应容器中有氧气剩余，则容器内剩余固体的质量为_，出现此种状况，容器中原来 b L 混合气体中氧气的体积应满足（用含a 的代数式） _ 。（5）若容器中无气体剩余，残留固体
5、中含有镁，则残留固体m 的取值范围 _；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁剩余，则残留固体m 的取值范围 _。【答案】MgF22225a2(s)Br(l) MgBr (s)+ F (g) H +600kJ/mol B3g b V(O )7a(a32b) m(a44b)5a m 23a1522.422.4312【解析】【分析】(1)离子晶体中离子键越强，离子晶体越稳定；如果反应物能量之和大于生成物能量之和，则是放热反应；化合物的热稳定性与物质的能量大小有关，能量越小越稳定；(2)根据盖斯定律书写；(3)镁在燃烧时先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁；(4)若氧
6、气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，根据原子守恒计算；采用极限的方法计算；(5)若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，假设气体全部为氧气或二氧化碳，然后采用极限的方法解答；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁剩余，说明二者完全反应。【详解】(1)相同类型的离子晶体中，离子键越强，则离子间作用力越强，物质含有的能量越低，所以 MgI 2 中 Mg2-MgF2 中Mg2-与 I 间的作用力小于与 F 间的作用力，故正确；根据图象知，反应物的能量大于生成物能量，所以Mg 与 F2 的反应是放热反应，故正确；能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2 MgBr 2 MgCl2 MgF2
7、，故错误；故选；(2)镁和氟气反应的热化学反应方程式为：Mg(s) F2 (g) MgF2(s) H -1124kJ/mol Mg(s) Br2(l) MgBr2(s) H -524kJ/mol 将方程式 - 得 MgF2222(s) Br (l) MgBr (s)+ F (g) H(-524kJ/mol)-( -1124kJ/mol)+600kJ/mol ，故答案为：MgF (s) Br(l) MgBr(s)+ F (g) H+600kJ/mol；2222(3)镁先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁，若容器中剩余二氧化碳，二氧化碳可能参加反应也可能不参加反应
8、，所以残留固体物质一定含有氧化镁，可能含有碳，故选B；ag amol ，若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，(4)镁的物质的量 24g/mol24根据原子守恒得amol 40g/mol5an(Mg) n(MgO)，所以氧化镁的质量g；243氧气有剩余，氧气的最小体积为大于和镁完全反应的体积，而小于气体总体积，2Mg O22MgO ，根据镁和氧气的关系式得当镁和氧气恰好反应时需要气体氧气物质的量a1aa7a24mol mol ，则需要氧气体积mol 22.4L/molL，所以氧气的体积为 b2484815V(O27a，故答案为： 5a27a ；)3g； b V(O )1515(5)若容器中
9、无气体剩余，残留固体中含有镁，说明镁不足量，假设气体全部是氧气，氧气bmol 32g/mol32b完全反应时固体质量增加的质量g，则固体质量为 (a22.422.432b)g；22.4假设气体全部是二氧化碳，根据2Mg CO2 2MgO C 知，固体增加的质量为二氧化碳的质量，所以固体增加的质量b44b(a44bmol 44g/molg，所以固体质量为)g，22.422.422.4则容器内固体质量为 (a 32b) m (a44b)；22.422.45a假设镁和氧气恰好反应，固体的质量为氧化镁的质量g；3假设镁和二氧化碳恰好反应，固体的质量为镁和二氧化碳的质量aag24g/mol 123a5a
10、 m 23a ，故答，实际上固体质量介于二者之间，为44g/molg312212案为： (a 32b) m (a44b)；5a m 23a 。22.422.4312【点睛】根据镁和氧气、二氧化碳之间的反应结合极限法来分析解答，明确镁和氧气、二氧化碳混合气体反应的先后顺序是解本题关键。3 短周期元素形成的物质A、 B、 C、 D、 E，它们的转化关系如下图所示，物质A 与物质B之间的反应不在溶液中进行(E 可能与A、B 两种物质中的某种相同)。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。
11、用电离方程式解释D 既能溶于强酸，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，电子转移方向和数目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(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-+2-2c(Na )+c(H )=2c(S )+c(HS)+c(OH )Mg(OH)【解析】【分析】(1)若C 是离子化合物，D 是一种强碱，可能为NaOH，
12、则C 可为Na2O2(或NaH)，生成气体为 O2 或 H2 ；(2)D 是既能溶于强酸、又有溶于强碱的化合物，应为Al(OH) ， E 的水溶液呈现弱酸性，E3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 NO ，则 D 为 HNO ，E 为 NO，结合物质的性23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
13、， D 是一种强碱，可能为 NaOH，则 C 可为 Na2O2，生成气体为 O2或H ， 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
14、-)+c(HS-)+c(OH-)：(3)若C 是一种气体，D 是一种强酸，应C 为NO2，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。4 有关物质的转化关系如下图所示（部分物质和条件已略去）。A 是金属单质，D
15、是非金属单质， B、 F 是气体且B 无色无味， G是最常见的无色液体。请回答下列问题：(1)C 的化学式为： _。(2)B 的电子式为： _。(3)写出的离子方程式：_。(4)写出的化学方程式，并用“单线桥”标出电子转移的方向和数目_ 。【答案】 MgOH2O+3NO2= 2H+-+2NO3+NO【解析】A是金属单质在无色气体B中燃烧生成非金属单质D，则 A是Mg 、 B是 CO2、 C是 MgO、 D是 C；碳可以和浓硫酸、浓硝酸在加热条件下反应生成CO2，结合 F与水化合能生成E，可知 E为浓硝酸， F为 NO2；(1)C的化学式为 MgO；(2)CO2是共价化合物，其的子式为；(3)N
16、O2溶解于水生成硝酸和NO的离子方程式为H2O+3NO2= 2H+2NO3-+NO；(4)碳与浓硝酸反应生成CO2的反应是氧化还原反应，其反应化学方程式及电子转移的方向和数目为。点睛：此类题的解答一般有以下步骤：思维起点的选择：思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度，推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件（包括文字叙述或某个变化过程）；思维过程的展开：解题者在确定思维起点的基础上，利用题目所给信息，结合已有的化学知识和解题经验，不断地缩小问题状态与目标状态的距离；思维过程的检验：将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合题中条件；金属在无色气体中燃烧生成非金属单质这一特殊反应现
17、象，及时与 Mg在二氧化碳中燃烧建立联系，展开思维的空间，寻找目标答案。5 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 _ 。高温【答案】 NaMgFe3Fe4H2O(g)Fe3O4 4H22Na 2H2O=2NaOH H2【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；空气中剧烈燃烧，发出耀眼
18、的白光，则B 为镁； C 在一定条件下与水蒸气反应生成种黑色固体，则C 为铁，据此分析。【详解】B 也能在H2 和一有 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3Fe4H2 O(g)高温Fe3O4 4H2；A 与水反应化学方程式为2Na2H2 O=2NaOH H2 。6 用 C、 Mg和 Al 组成的混合物进行如下图所示实验。
19、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】 H2C Al3+2+NaAl(OH)Al3+ 4OH=MgMg + H 2SO= MgSO + H4442Al(OH)4 2+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
20、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) 44；生成 NaAl(OH) 的离子方程式为： Al
21、3+ 4OH-= Al(OH) 4 -；2，生成2的离子方程式为： Mg2+-2（4）固体 M 为 Mg(OH)Mg(OH)+ 2OH = Mg(OH) 7 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
22、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)Ha kJmol 1( a0) ，该温度下平衡常数K0.263 。若生成 1mol B ，则吸收的热量 _( 选填“大于”、“等于”或“小于”)a kJ ；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 0.100 mol L 1 1，则 D _molL 。【答案】 FeOCO2 2MgC 2MgOOFe3O4 等于不变不一定达到0.0263【解析】
23、【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Fe3 O4 ，进而推知B 为 Fe，结合 (1)中信息知CO2，则 E 为氧气，由F 具有磁性知A 为 FeO， (4) 中 C 若为一种气体，应为F 为CO，根据上述推断可以知道反应A(s) C(g) ? B(s) D(g)H a kJmol 1( a0) 就是 FeO(s)CO(g) ? Fe(s) CO(g)akJmol 1，A 为固体 FeO，加入该物质对平衡的移( 0)2Ha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
24、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)= 0.100 mol 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Fe3 O，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，4根据上述推断可以知道反应A(s) C(g) ? B(s) D(g)H a k
25、Jmol 1( a0) 就是 FeO(s)CO(g) ? Fe(s) CO(g)kJmol 1( 0) ，A 为固体 FeO，2H aa(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：2 2MgC 2MgO，CO因此，本题正确答案是：CO 2MgC 2MgO；2(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)HakJmol 12H a kJmol 1( a0) ，A为
26、固体( a0)就是 FeO(s) CO(g)? Fe(s) CO(g)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(CO 2)=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。8 在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。（1）以下有关金属单质的叙
27、述正确的是_。A 金属钠非常活泼，在实验室中保存在石蜡油或煤油中B 用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热，可观察到铝箔熔化，并有熔融物滴下C 铁单质与水蒸气反应的化学方程式为2Fe+3H O(g)=Fe O +3H2223（2）把 NaOH、 MgCl2、 AlCl3 三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g 白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 mol L 1 HCl 溶液，加入 HCl 溶液的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示，试回答：A 点的沉淀物的化学式为_； B 点的沉淀物的化学式为_ ；写出 AB段发生反应的离子方程式_ 。原混合物中MgCl2 的质量是 _g， AlCl3
28、的质量是 _g， NaOH 的质量是_g。Q 点 HCl 溶液加入量是 _mL。【答案】 A Mg(OH)2Mg(OH)2 和 Al(OH)3-+130AlO2+H +H2O=Al(OH)3 1.90 2.67 5.20【解析】【分析】把 NaOH、 MgCl23三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g 白色沉淀，在所得的、 AlCl浊液中逐滴加入毫升盐酸反应时沉淀量不变，说明盐酸和氢氧化1 mol L 1 HCl 溶液，前 10钠反应，则白色沉淀为氢氧化镁沉淀，再加入盐酸产生沉淀，是偏铝酸钠和盐酸反应生成氢氧化铝沉淀，再加入盐酸，氢氧化镁和氢氧化铝沉淀全部溶解。据此解答。【详解】(1)
29、 A.金属钠非常活泼，容易和水或氧气反应，在实验室中保存在石蜡油或煤油中，故正确； B.用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热，可观察到铝箔熔化，外面有氧化铝薄膜包着，不会滴下，故错误； C.铁单质与水蒸气反应的化学方程式为2Fe+4H O(g)Fe O +4H2，故错误。故选A；234(2) 先加入的盐酸和氢氧化钠反应，说明白色沉淀为Mg(OH)2 ，再加入盐酸，又产生了氢氧化铝沉淀，所以B 点为 Mg(OH) 2 和 Al(OH)3； A 到 B 的离子方程式为： AlO2-+23+H +H O=Al(OH) ；氢氧化镁沉淀的质量为1.16 克，即 0.02mol 氢氧化镁，则对应的氯化镁
30、的物质的量为0.02mol ，质量为 0.02mol 95g/mol=1.90g， 根据 AlO -+2+H +H2O=Al(OH)3分析，反应消耗的盐酸的物质的量为1mol/L (30-10)10-3 L=0.02mol ，则氯化铝的物质的量为0.002mol 质量为 0.02mol 133.5g/mol= 2.67g，氢氧化钠的物质的量为0.02 2+0.024+1 0.01=0.13mol ，则质量为0.13 mol 40 g/mol = 5.20g；Q 点 HCl 溶液可以看成就是将原来的氢氧化钠反应生成氯化钠，故根据0.13mol 氢氧化钠计算，盐酸的物质的量为0.13mol ，体积
31、为0.13mol0.13L =130mL。1.0mol / L【点睛】掌握混合溶液中的反应顺序是关键，注意氢氧化钠和氯化镁、氯化铝反应后的混合溶液中与盐酸反应不产生沉淀，说明含有氢氧化钠，则另外存在的是氢氧化镁和偏铝酸钠，不可能是氢氧化铝。注意反应最后沉淀完全溶解时溶液含有氯化钠和氯化镁和氯化铝，相当于氢氧化钠和盐酸反应，据此快速计算。9 在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。(1) 以下有关金属单质的叙述正确的是_。A金属钠非常活泼，在实验室中保存在石蜡油或煤油中B用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热，可观察到铝箔熔化，并有熔融物滴下C铁单质与水蒸气反应的化学方程式为：2Fe+3HO(g)Fe2O3+3H2(2) 把 NaOH、 MgCl 、 AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.1