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1、2020-2021 高考化学专题复习分类练习镁及其化合物推断题综合解答题及答案一、镁及其化合物1 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。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， D 是一种强酸，且
2、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)若C 是离子化合物，D 是一种强碱，可能为NaOH，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)3， E 的水溶液呈现弱酸性，E可能与A、 B 两
3、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H2， Na2O2 是离子化合物，其电子式为；(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
4、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，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
5、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。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
6、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Mg(OH) NaHS
7、O、KCl 、 BaCl2-=HO COB、 E 两溶CO2H242322液，与 A 溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝2-，NaHSO4NaHSO4=Na H SO4所产生的H 抑制水的电离【解析】【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
8、鉴别出的一种物质是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 A 为 NaHSO。4A、C、D三种物质的化学式依次是42NaHSO、 KCl、 BaCl ，因此，本题正确答案是：NaHSO、 KCl 、 BaCl；42B 、E 两者中有一种可与A 反应，纯
9、碱与氢离子反应，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-CO3 2H =H2O CO2；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；(3) 溶于水抑制水的电离的物质的化学式为4，其溶液显酸性的原因是NaHSO=NaNaHSO42-H SO4，所产生的 H 抑制水的电离，因此，本题正确答案是：NaHSO4； NaHSO4=Na H SO42- ，所产生的H 抑制水的电离。3 如图中A H 都是中学化学中常见的物质，其中，
10、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】 CO23242222MgO+CSO C+2H SO (浓 )2SO +CO +2HO 2Mg+CO【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 SO222被， E
11、 为 CO ， SO氧气氧化产生 SO3332O 反应产生242，所以 H 为 SO ， SO与 HH SO ，F 是金属单质，能够在CO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氧化还原反应，产生CO2、 SO2、 H2O，反应的化学方程式：C+2H2SO4(浓 )2SO2 +CO2 +2
12、HO； Mg在 CO2 中在点燃时反应产生MgO和C，反应方程式为： 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。4 在一定条件下，单质B、 C、 D、 E 都能与 A 单质发生化合反应，转化关系如图所示。已知： G 是黑色晶体，能吸附B 单质； H 能与氢氧化钠溶液或盐酸反应；实验时在G和 C 的混合物表面加入某强氧化剂粉末，在表面上插入一根除去氧化膜的E 片，点燃E 引发 G 与 C 的反应； I 是绿色植物光合作用的原料，温室中
13、常用它作肥料。根据上述信息，回答下列问题：(1)I 的电子式为 _， G 的俗名是 _。(2)以 C 和 E 为电极在 NaOH 溶液中构成原电池，该原电池的负极反应式为_。(3)根据 E 和 A 反应的能量变化图像写出热化学方程式：_ 。(4)两种常见含 C元素的盐，一种 pH7，另一种 pH7，该盐为偏铝酸盐，另一种pH7，该盐为铝盐，两种溶液混合时发生反应的离子方程式为3AlO2-+Al3+6H2O=Al(OH)3；(5)铁在高温下和水蒸气反应产生Fe3O4 和 H2，在该反应中Fe 失去电子变为Fe3O4， H2O 中的 H 得到电子变为H2， 3 mol Fe 失去 8 mol 电子
14、，故反应的电子转移表示为：。【点评】本题考查无机物推断，物质的颜色、物质的特殊性质等是推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物知识，结合元素及化合物的结构与性质分析、解答。5X、Y、 Z、 W 是常见的几种元素，其相关信息如表：元素相关信息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） W
15、与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为_。电解【答案】 NaCl 2NaCl+2H 2 OCl 2 +H 2+2NaOH 取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I2Mg3N2【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；食盐中添加少量的一种化合物预防Y 元素确实， 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 为 Mg，以此解答。【详解】由上述分析可知， X 为 Cl、 Y 为 I、
16、 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 Cl2电解的化学方程式为： 2NaCl+2H2 OCl 2+H2+2NaOH ，电解故答案为： NaCl； 2NaCl+2H2 OCl 2+H2+2NaOH ；（ 2）设计实验证明某水溶液中存在I 2 的方法为：取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I2，故答案为：取少量待测液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则该溶液中含有I 2；（3）空气中含量最高的气体为氮气，则 Mg 与氮气反应的产物化学式为 Mg3N2，故答案为： Mg 3N2。6
17、 在 MgCl2 和 AlCl3 的混合溶液中 ，逐滴加入 NaOH 溶液直至过量。经测定 ，加入的 NaOH 的物质的量 (mol) 和所得沉淀的物质的量 (mol) 的关系如下图所示。（1）写出代表下列线段发生的反应的离子方程式：DC 段 _ 。（ 2）原溶液中 Mg 2 、 Al3 的物质的量之比为 _。（3）图中 B 点时所加入溶液中含NaOH 为 _mol（4）-1的 AlCl溶液中加入 100 mL KOH溶液，充分反应后得到3.12g 沉若向 50 mL 2 mol L3淀。则 KOH的物质的量浓度可能为_ 。【答案】 Al(OH)32H2112、 3.6 mol L OH =A
18、lOO 2 1 0.8 mol 1.2 mol L【解析】试题分析：本题考查与Al（ OH） 3 有关的图像的计算， Al3+与强碱反应的计算 。 在MgCl和 AlCl 的混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液，图像中OD 段发生的反应为23MgCl2+2NaOH=Mg（ OH）2+2NaCl、 AlCl3+3NaOH=Al（ OH）3 +3NaCl； Mg （ OH） 2 不溶于NaOH 溶液， Al（OH）3 溶于 NaOH 溶液， DC 段发生的反应为Al（ OH） 3+NaOH=NaAlO2+2H2O。（1） DC段为Al（OH）322溶于 NaOH 生成 NaAlO和 H O，反应的离
19、子方程式为3-2-2Al（ OH） +OH =AlO +2H O。（2）根据纵坐标， Mg （OH）2物质的量为0.2mol ， n（ Mg2+2， Al（ OH）3物质的量为 0.3mol-0.2mol=0.1mol，） =nMg （ OH） =0.2mol3+3，原溶液中Mg2+、Al3+物质的量之比为n（ Al ） =nAl（ OH） =0.1mol0.2mol ： 0.1mol=2:1 。（ 3 ） 根 据 反 应 Mg 2+2OH-=Mg （ OH ） 2 ， Mg2+ 消 耗 的 NaOH 物 质 的 量 为0.2mol 2=0.4mol ； B 点时 Al3+完全转化为 AlO2
20、-，根据反应 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，到 B 点时 Al3+消耗的 NaOH 物质的量为 0.1mol 4=0.4mol ；图中 B 点所加溶液中含 NaOH 物质的量为 0.4mol+0.4mol=0.8mol 。（4） n（ AlCl3） =2mol/L0.05L=0.1mol ， nAl（ OH） 3=3.12g=0.04mol0.1mol 。可能78g / mol存在两种情况，若加入的KOH溶液较少使部分AlCl3 反应生成 Al（ OH） 3 沉淀，根据反应AlCl +3KOH=3KCl+Al（ OH） ，消耗的 KOH物质的量 n （KOH） = 3nAl（ OH）
21、 =33330.04mol=0.12mol ， c（KOH） = 0.12mol =1.2mol/L ；若加入的 KOH使 AlCl完全沉淀，30.1LKOH又溶解了部分 Al（ OH），AlCl 完全沉淀消耗KOH物质的量为 0.1mol3=0.3mol ，生33成 Al（ OH） 3 沉淀的最大值为0.1mol ，则溶解的 Al（ OH） 3 物质的量为 0.1mol-0.04mol=0.06mol ，根据反应Al（ OH）+KOH=KAlO+2H2O，溶解 Al（ OH）消耗的 KOH物323质的量为 0.06mol ，加入的 KOH物质的量为 0.3mol+0.06mol=0.36mo
22、l ， c（ KOH）= 0.36mol =3.6mol/L ； KOH物质的量浓度可能为1.2mol/L 或 3.6mol/L 。0.1L7 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，
23、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29 2g 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1 8 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 25 0mL 的溶液，用-1盐酸滴定，消耗盐酸2000mL。回答下列问题：3 0mol L（3）反应后装置 d 中的固体物质为 _；（4）通过计算分析： 29 2g残留固体中，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
24、溶液e 装置中产生白色沉淀223碳的质量为C、 Na O、Na CO1.8g；碳酸钠的质量为21.2g；氧化钠的质量为6.2g12Na+7CO3C+2Na O+4Na CO2223【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
25、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3.94 g= 197g / mol =0.02mol ，故 29.2g 固体物质中碳酸钠的物质的量为250mL0.02 mol25mL=0.2mol ，其质量 =0.2mol 106g/mol=21.2g，步骤中盐酸滴定碳酸钠，消耗盐酸的物质的量
26、为0.02mol 2=0.04mol，实际消耗 HCl 为 3.0mol?L-1 0.020L=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0.02mol 2=0.04mol，实际消耗 HCl 为 3.0mol?L-1 0.020L=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
27、据钠离子守恒可知氧化钠的物质的量为 0.02mol =0.01mol ，故 29.2g固体物质中氧化钠的物质的量为2250mL0.01mol0.1mol 62g/mol=6.2g，故答案为碳的质量为1.8g；25mL =0.1mol ，其质量为碳酸钠的质量为 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、 Na223O 和 Na CO ，三者物质的量之比为1.8g12 g / mol： 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
28、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碳与碳酸钠的质量确定氧化钠的质量。8 A将一定质量的Mg和 Al 混合物投入400 mL 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
29、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溶液的体积（mL）之间的关系如图所示：（1） OA对应反应的离子方程式为_， BC对应反应的离子方程式为_；（ 2） c（ KOH） =_mol/L ，混合物中氧化铝的物质的量为 _mol；（ 3） A 点对应的数值为 _；（ 4）在中学阶段，实验室里检验B 点对应的溶液中的阳离子时，所观察到的现象是_。（5）向 C点对应的溶液中通入足量的CO所发生反应的离子方程式为_ 。2【答案】 18 g 2.5 mol/l0.9mol+-Al(OH)-+2H O 4 0.1 200H
30、 +OH =H O3+OH =AlO222透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色-CO2 +AlO 2+2H 2O=Al(OH) 3+HCO3【解析】【分析】A. 由图象可知，从开始至加入NaOH 溶液40 mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、 Al 后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O当 V(NaOH) =400 mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和 Al(OH)3，二者物质的量之和为0.7 mol ，溶液中溶质为 Na2 SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4 )等于 400 mL 氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的 0.5 倍。从 400mL 开始， NaOH 溶解 Al(OH)3，发生反应 NaOH+Al(OH)3 =NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少时只有Mg(OH)2 ，物质的量为 0.3 mol ，所以沉淀量最大时， Mg(OH)2 为 0.3 mol ，Al(OH)3 为 0.7 mol-0.3 mol=0.4 mol ，所以该阶段消耗n(NaOH) =nAl(OH)3 = 0.4 mol ，氢