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1、2020-2021 福州高考化学压轴题专题复习镁及其化合物的推断题综合一、镁及其化合物1 卤块的主要成分是 MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和 Mn 2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表1 和表 2 提供的资料，填写空白：表 1 生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)2.73.73Fe(OH)7.69.62Mn(OH) 28.39.8Mg(OH)29.611.1Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以，常将它氧化为Fe3+，生成 Fe(OH)3 沉淀除去表 2 原料价格表物质价格
2、/ （元吨 -1 ）漂液（含 25.2%NaClO）450双氧水（含 30%H2O2）2400烧碱（含 98%NaOH）2100纯碱（含 99.5%Na2CO3）600（1）在步骤中加入的试剂X，最佳的选择是_，其作用是_；（ 2）在步骤中加入的试剂应是 _ ；之所以要控制 pH=9.8，其目的是 _ 。（3）在步骤中加入的试剂Z 应是 _；（4）在步骤中发生反应的化学方程式是_ 。【答案】漂液 (或 NaClO)将 Fe2+氧化为 Fe3+烧碱 (或 NaOH) 使 Fe3+、 Mn 2+沉淀完全，又尽量减少 Mg 2+的损失纯碱 (或 Na2 CO3) MgCO3+H2 OMg(OH)2
3、+CO2【解析】【分析】为除去 Fe2+，先将 Fe2+氧化成 Fe3+，然后加入NaOH 调节 pH 为 9.8，然后在滤液中加入纯碱将 Mg2+从溶液中以MgCO3 沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg(OH)2，灼烧后得到MgO。【详解】(1)步骤是为了将Fe2+氧化成 Fe3+，并在控制合适的 pH 条件时生成 Fe(OH)3沉淀而除之虽然漂液和 H222 2O 都可采用，但对比表 2 提供的原料价格可以看出，漂液比H O 的价格低得多，所以选漂液最合理；(2)步骤的目的在于使除Mg 2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，应加入NaOH，如加入纯碱，不能达到较高
4、的PH，且易生成碳酸镁沉淀，分析表 1 提供的数据：除去杂质离子合理的pH 范围是 3.7 pH 9.8，在此范围内，如果 pH 过高，就会有大量的Mg2+生成 Mg(OH)2而进入沉淀中，从而导致生产成本的提高为了兼顾产品质量和生产成本，选择pH=9.8 最合理，当然此时Mg 2+也会部分生成 Mg(OH)2 沉淀，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，以此保证产品的纯度值得；(3)步骤的目的是将Mg 2+从溶液中沉淀出来从MgCl2 制得 MgO，有两种可行的方法，一种是向溶液中加入烧碱，另一种方法是向溶液中加入纯碱，此处选用后一种方法更合理一方面，加烧碱生成的中间产物Mg
5、(OH)2 是胶状沉淀，会造成过滤困难，更重要的是反应过程中不能进行轻化处理，只能得到重质氧化镁；加纯碱生成的中间产物MgCO3 呈粗颗粒状，易过滤， MgCO3 在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2，由于 CO2 气体的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁另一方面，对比表2 中烧碱和纯碱的价格可以看出，纯碱比烧碱价格低得多，采用纯碱路线既合理又经济；(4)步骤中反应的化学方程式为：MgCO3 +H2 OMg(OH)2 +CO2。2 某固体试样A 是由一定量的Al 、 Mg均匀组成的混合物，为验证混合物的组成，进行如下实验：取 m g 试样 A，全部溶于 0.5L 2mo
6、l L 稀硫酸溶液中，放出 11.2 L 气体 ( 已换算成标准状况 ) ，同时生成溶液 B；另取 m g 试样 A，加入 2molL的 NaOH溶液，当加到100mL时，气体不再生成；根据以上过程回答下列问题：+(1) 溶液 B中是否含有 H _ ( 填“是”或“否” ) ；(2) 写出中发生反应的离子方程式_ ；(3) 下列能表示过程产生的沉淀质量W与加入 NaOH溶液体积 V 的关系是 _；(4)m g试样 A 中含 Mg的质量为 _g；(5) 林同学通过查阅资料，发现浓硫酸与铝发生钝化，但与Mg能剧烈反应生成SO2，如果忽略钝化的反应过程，可以通过测定浓硫酸与固体试样反应产生的气体体积
7、，来确定混合物A 中镁的质量分数。郭同学认为林同学的方案可行，但考虑到如果反应结束后硫酸未保持“浓”的状态，测定结果会 _( 填“偏大”、“偏小”或“不变” ) ，其依据是_ 。【答案】是2Al+2OH-+2H2 O=2AlO2-+3H2D4.8偏大浓硫酸变稀后会与铝反应，使生成的气体偏多，镁的质量分数测定结果偏大【解析】【分析】镁和铝均能与稀硫酸反应生成氢气，铝只能与氢氧化钠溶液反应生成氢气，氢氧化铝是两性氢氧化物，氢氧化镁不溶于强碱，结合有关物质的物质的量和反应的方程式分析解答。【详解】（1） 0. 5L 2mol L 稀硫酸溶液中硫酸的物质的量是0. 5L 2mol/ L1. 0mol
8、，最终放出氢气的物质的量是11.2L224L mol0.5mol，根据氢原子守恒可知硫酸过量，所以溶液. /B 中含有 H+；（2）另取m g 试样 A，加入 2mol L 的 NaOH 溶液，当加到100mL 时，气体不再生成，该过程中只有铝和氢氧化钠溶液反应，则中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2 O=2AlO2- +3H2；3）由于溶液中B中含有硫酸、硫酸镁和硫酸铝，因此往溶液B中加入2mol/L NaOH（，至沉淀不再发生变化时首先发生中和反应，然后氢氧根沉淀镁离子和铝离子，最后氢氧化钠溶解氢氧化铝，则能表示过程产生的沉淀质量W 与加入 NaOH 溶液体积 V 的关系是图像
9、 D，答案选 D；4）与铝反应的氢氧化钠的物质的量是2molL01L 0.2mol，根据方程式可知（/ .2Al+2OH- +2H2O=2AlO2- +3H2生成氢气是 0. 3mol，由于相同质量的铝与稀硫酸反应也产生0.3mol氢气，则镁生成的氢气是0.5mol0 3mol0.2mol，所以根据方程式Mg 2H+ .+Mg2+H20. 2mol 24g/ mol 4.8g；可知镁的质量是（ 5）由于浓硫酸变稀后会与铝反应，使生成的气体偏多，从而导致镁的质量分数测定结果偏大。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_ 。
10、（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+Mg + H 2SO4= MgSO4 + H 2 NaAl(OH) 4 Al3+ 4OH=MgAl(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 为活泼金属，能与非氧化性酸反应置换出H2，并生成相应
11、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) 4；生成 NaAl(OH) 4的离子方程式为： Al 3+ + 4OH-= Al(OH) 4 -；
12、（4）固体 M 为 Mg(OH) 2，生成 Mg(OH) 2 的离子方程式为：Mg 2+ 2OH-= Mg(OH) 24 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 CD、 、，图中有部分生成物未标出请填写以下空白：(1)A 的化学式 _；(2)写出反应的化学方程式： _ ， _；(3)写出反应的离子方程式：_ ；(4)在反应中，当生成标准状况下2.24 L G 时，转移电子数为 _ mol 。【答案】 NH4322MgO+C；3224+3 -HCO2Mg+CO4NH +5O4NO+6H ONH+HCO-3220.2+2OHNH +CO +2H O【解析】【分析】A 受热
13、能分解，分解得到等物质的量的B、 C、 D，且 A 与碱反应生成 D，则 A 为酸式盐或铵盐， C 能和过氧化钠反应，则C 为水或二氧化碳，镁条能在B 中燃烧，则 B 为二氧化碳或氧气，因为A 受热分解生成 B、 C、 D，则 B 为二氧化碳， C 为水，水和过氧化钠反应生成 NaOH 和 O2， D 能在催化剂条件下反应生成H，则 D 是 NH3， G 是 O2 ，H 是 NO，I 是NO2， J 是 HNO3，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，则E 是 MgO， F 是 C，通过以上分析知，A 为 NH4HCO3，据此分析解答。【详解】(1)通过以上
14、分析知，A 是 NH4HCO3，故答案为 NH4HCO3；(2)反应为镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应方程式为：2Mg+CO22MgO+C；反应在催化剂、加热条件下，氨气被氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为2Mg+CO22MgO+C；4NH3+5O24NO+6H2O；(3)反应为在加热条件下，碳酸氢铵和氢氧化钠反应生成氨气、二氧化碳和水，离子方程式为： NH4+3-322NH4+3 -+HCO +2OHNH +CO +2H O，故答案为+HCO +2OHNH3 +CO2 +2H2 O；(4)反应为水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，反应方程式为
15、2Na2 O2+2H2O=4NaOH+O2，当生成标况下2.24L 氧气时转移电子的物质的量2.24L= 22.4L / mol 2 (1-0)=0.2mol，故答案为0.2。5已知 A、 B、 C、 D 组成的元素都属于短周期，它们之间的简单转化关系如图所示。请按要求写出有关反应的化学方程式：(1)若其中途)A、 D 为单质且同主族，。B、 C 为氧化物：(该反应在工业上有重要用(2)若A、 D 为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且B 为水：。(3)若 A、 B、 C 均为化合物且C 为水，单质 D 常态下为固体：。(4) 若 A、D 为固体单质且不同主族， B、 C 为氧化物：
16、。【答案】（共8 分）(1) 2C+SiO 2Si+2CO222(2)2F2H O=4HFO(3)SO2 2H2S=3S 2H2O(4) 2Mg+CO2MgO+C。【解析】【分析】（1） A、 D为单质且同主族，B、 C 为氧化物， A 为 C， B 为 SiO ，符合转化关系，D 为 Si ，2C为 CO；（2） A、 D为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且 B 为水， A 为 F2， C 为 HF， D2为 O，符合转化关系；（3） A、 B、 C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，2H2S 与 SO反应符合转化关系，D为硫；（4） A、 D为固体单质且不同主族，B、C 为
17、氧化物， Mg与 CO2反应符合转化关系，A 为Mg， B 为 CO2，C 为 MgO， D 为 C 单质。【详解】（1） A、 D为单质且同主族，B、 C 为氧化物， A 为 C， B 为 SiO2，符合转化关系，反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO；综上所述，本题正确答案：2C+SiO2Si+2CO；（2） A、 D为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且B 为水，A 为 F2， C 为HF， D为 O2，符合转化关系，反应方程式为： 2F2+2H2O4HF+O2；综上所述，本题正确答案： 2F2+2HO4HF+O2；（3） A、 B、 C均为化合物且 C为水，单质 D常态下为
18、固体， H2S 与 SO2 反应符合转化关系，反应方程式为： SO2+2H S3S+2H2O；综上所述，本题正确答案： SO2+2HS3S+2H2O；（4） A、 D为固体单质且不同主族， B、C 为氧化物， Mg与 CO2反应符合转化关系，反应方程式为： 2Mg+CO2MgO+C；综上所述，本题正确答案：2Mg+CO2MgO+C。6 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
19、发 G 与 C 的反应； I 是绿色植物光合作用的原料，温室中常用它作肥料。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Fe O和 H ，在该反应中Fe 失去电子变为Fe O ， H O 中34234
20、2的 H 得到电子变为H2， 3 mol Fe 失去 8 mol 电子，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。7 根据如图转化关系以及实验现象填写空白（ 1）固体 X 是 _（填化学式 ）。（ 2）反应的化学方程式是 _ 。（ 3）反应的离子方程式是 _ 。（ 4）图中溶液的溶质是 _（填化学式 ），现有 100mL含浓度均为 1.0mol/L 的MgCl2 和 AlCl 3 的混合溶液，要使其中的2+沉淀而分离 出来，至少需要Mg 全部转化为 Mg(OH)22.0
21、mol/L该溶液的体积为 _mL 。【答案】Na2O2 2Na2O2+2CO2=2Na 2CO3+O2 CaCO3+2H+2+=Ca +CO2+H 2O NaOH 300【解析】根据图中信息可知，淡黄色固体为金属与气体反应而得，故X 为过氧化钠，气体B 为氧气，金属单质为钠，过氧化钠与气体CO2 反应生成气体B 和固体 Y 为碳酸钠，碳酸钠与石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙和溶液氢氧化钠，白色沉淀与盐酸反应生成二氧化碳。（1）固体 X 是 Na2O2；（ 2）反应是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，其化学方程式是： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；（ 3）反应是碳酸钙和盐酸反应
22、生成氯化钙、二氧化碳和水，其离子方程式是CaCO3 2H+2+CO2H2O；+=Ca+（4）根据图中信息，图中溶液的溶质是NaOH ，要使其中的Mg 2+全部转化为Mg(OH) 2 沉淀而分离出来，则加入的NaOH 将 Mg 2+转化为沉淀而将Al 3+转化为偏铝酸盐，即有关的方程式是Al322和 Al3的物质的量均为 4OH =AlO2 2H2O、 Mg 2OH =Mg(OH)2。 Mg0.10mol ，所以根据方程式可知，至少消耗NaOH 的物质的量是0.10mol 4 0.1 0mol20.60mol ，所以需要2.0mol/LNaOH 溶液的体积是 0.30L 300mL。点睛：该题是
23、中等难度的试题，也是高考中的常见题型。试题综合性强，考查钠及其化合物的相互转化的推断，同时也考查了镁和铝的综合计算，解题的关键是首先根据电荷守恒得出铝离子的物质的量，然后在明确反应的原理的基础上，直接列式计算即可。8 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操作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(擦去表面膜)，吸入 15mL 饱和 NaHCO3 溶液。氧化膜 )，吸入 15mL 蒸馏水。有气体产生， 20min 后注射器内壁和底部现象缓慢产生气体产生大量白色沉淀（ 1）实验 B 的目的是 _。实验二：（2）根据实验二，
24、实验A 中产生的气体是_。 (填分子式 )实验三：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，即产生白色沉淀，B 中无明显现象。A 中立（ 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)23?xMgCO （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
25、、 B 的顺序组合进行实验，当出现_现象时，猜想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2-1 当 C 中出现蓝色， B 中出现浑浊防止 B 吸收空H2、 CO2 CO3气中的二氧化碳和水2Mg(OH)23MgCO3【解析】【分析】（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
26、现象分析即可得出结论；（ 3）根据溶液中存在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
27、氢气；（ 3）溶液中存在平衡 HCO3-?H+CO32- ，加入镁与 H+反应，使 c（ H+）减少，平衡正移，产生 CO32- ，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，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
28、和CO2 进入装置 B 中，影响实验结果，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。9 天然水大多含Ca2+ Mg2+HCO -CaCO和、3等离子，加热会产生水垢，水垢中一定含有3Mg(OH)2，可能含有 MgCO3
29、。(1)天然水中的 HCO3-来自于空气中的CO2。用相关方程式表示 CO2 溶于水形成 HCO3- 的过程。 _(2)天然水煮沸时，其中微溶的MgCO3 转换成难溶的 Mg(OH) 2，写出发生反应的化学方程式。 _为确定某水垢样品的成分，利用CaCO3、 MgCO3、 Mg(OH)2 高温分解的性质，精确称量5.000g 水垢样品，用如下图装置进行实验。(3)A 中盛放的试剂是 _。装置 F的作用是 _ 。反应结束后，需要再通入一段时间的空气，目的是_ 。(4)利用上述装置测定水垢中Mg(OH) 2 的含量时，需要测量的数据有 _。(5)实验测得装置E 增重 2.200g，请问水垢样品中是
30、否含有MgCO ?判断依据是3_ 。+-+【答案】 CO2 +H2O ? H2CO3 、 H2CO3 ? H +HCO3 或 CO2+H2O ? HCO3 +HMgCO3+H2O Mg(OH) 2+CO2. NaOH 溶液吸收空气中 H2 O 和 CO2 ，防止其进入E 中干扰实验测定；排尽装置中的产物CO2 和 H2O，使其充分被D、 E装置吸收D 装置反应前后的质量 含 题中给出的信息是水垢中一定含有CaCO3 和 Mg(OH)2，若增重2.200g全来自于CaCO3 分解产生的 CO2，则计算得出 CaCO3 的质量为5.000g，而样品的总质量为5.000g，与题意不符，因此样品中含有MgCO3【解析】【分析】利用 CaCO33222、 MgCO 、Mg(OH)高温分解生成 CO 、H O 的性质，通过测定分解产物的质量确定水垢样品的成分。紧扣这一实验目的，选择实验试剂、判断装置作用、分析采集数据。【详解】22223(1)空气中的 CO 溶于水、并与水反应生成碳酸：CO +H O ?H CO，碳酸微弱电离生成HCO3-：H2CO3 ?H+HCO3-。(2)煮沸天然水时，