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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易错试卷篇含答案解析一、镁及其化合物1 某同学用含结晶水的正盐X( 四种短周期元素组成的纯净物) 进行了如下实验：实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤中，取1/10 溶液丙，恰好中和需消耗0.00200molNaOH；另取一定量的溶液丙，加入少量K2FeO4 固体，产生黄绿色气体。请回答：（1） X 的化学式是 _，步骤的化学方程式是_ 。（2）溶液丙与K2FeO4 固体反应的化学方程式是_ 。【答案】 MgCl26H2O2K2 FeO4+16HC1=4KCl+MgCl26H2OMgO+2HC1+5
2、H 2O2FeCl 3+3Cl2+8H2O【解析】【分析】据题意知，含结晶水的正盐X 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被NaOH 溶液中和、与少量K 2FeO4 反应能生成黄绿色气体，可得混合气体甲中含有HCl 气体。结合正盐X 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知 X 含有 H、 O、 Cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(HCl)=0.02mol ，n(H2O)=mol=0.05mol 。又因盐 X 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴
3、离子为氯离子，阳离子可能为Na+、 Mg 2+或 Al 3+。若是钠离子，则X 灼烧时无法产生 HCl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 Mg 2+，固体乙为MgO ， n(MgO)-0.01mol ，故 X 为 MgCl 2 26H O，据此解答。【详解】据题意知，含结晶水的正盐X 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被NaOH 溶液中和、与少量 K 2FeO4 反应能生成黄绿色气体，可得
4、混合气体甲中含有HCl 气体。结合正盐 X 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知 X 含有 H、 O、 Cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(HCl)=0.02mol ，n(H2O)=mol=0.05mol 。又因盐 X 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴离子为氯离子，阳离子可能为Na+、 Mg 2+或 Al 3+。若是钠离子，则X 灼烧时无法产生 HCl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 Mg 2+，固体乙为 MgO ， n(MgO)-0.01mol ，故 X 为 MgCl 226H O，（1
5、）由分析可知 X 的化学式为 MgCl 26H2 O，其灼烧时分解生成MgO 、 HCl 和 H2O，发生反应的化学方程式为：MgCl 26H 2OMgO+2HC1 +5H 2O。（ 2）溶液丙为稀盐酸，加入少量 K2FeO4 固体，产生黄绿色气体为 Cl 2，可知此反应发生氧化还原反应，还原产物应为 FeCl3，根据电子守恒和原子守恒可知发生反应的化学方程式为： 2K 2FeO4+16HC1=4KCl+ 2FeCl 3+ 3Cl 2 +8H2O。2 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
6、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 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(O
7、H)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，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；E(3)若 C 是一种气体，质解答该题；D 是一种强酸，C 应为NO2，则D 为HNO3 ，E 为NO，结合物质的性(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
8、，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+3
9、OH-；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 Mg2N
10、3， 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 的胶体，则由 B 转
11、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Fe2 O3。【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。根据反应
12、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 FeCl2， C 为 FeCl3， D 为 Fe2 O3， E 为Fe(OH)3。考点：元素化合物4X、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
13、 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I2NaMg3N2【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
14、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 +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
15、气体反应的产物化学式为Mg3N2。5X、Y、 Z 为三种常见的单质， Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B 为常见化合物它们在一定条件下可以发生如图反应（均不是在溶液中进行的反应）（以下每个空中只需填入一种物质）(1)X、 Y 均为金属时，此反应在工业上称为_反应，其反应方程式为_(2)X 为金属， Y 为非金属时， A 为 _B_(3)X 为非金属Y 为金属时， A 为 _B 为 _(4)X 为非金属， Y 为非金属时， A 为 _B 为 _【答案】铝热反应3Fe3O4 +8 Al9Fe +4 Al2O3CO2MgOCuOH2OSiO2CO【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物
16、之一，应为O2， X+AY+B的反应为置换反应，X、Y 为单质， A、 B 为氧化物 。【详解】(1)当 X、 Y 均为金属时 ,应为铝热反应,则 X 为 Al、 A 为 Fe3O4 ,Y为 Fe,B为 Al2O3,Z 为氧气 ,反应方程式为3Fe3O4+8 Al9Fe +4 Al2O3 ；(2)当 X 为金属、 Y 为非金属 ,应为 Mg 和 CO2 的反应 ,反应的方程式为:Mg+CO2MgO+C；(3)当 X 为非金属时 ,Y为金属时 ,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A 为 CuO,B为 H2O,反应方程式为 CuO+H2Cu+H2O；(4)当 X、 Y 均为非金属固体时,为 C 和 S
17、iO2 的反应 ,反应的方程式为SiO2+2CSi+2CO。【点睛】本题考查无机物的推断，题目难度中等，解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物 单质+氧化物的置换反应的类型，注意把握常见相关物质的性质。6 已知 X 溶液有如图所示转化关系：(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)写出上述各步反应 的离子方程式： _； _ ； _ ； _ 。【答案】 MgSO4Mg(OH)2MgCl2BaCl2AgNO3SO42-+Ba2+ BaSO4Mg2+2OH- Mg(OH) 2 Mg(OH)2+2H+ Mg2+2H2O Ag+Cl- AgCl 【解
18、析】【分析】X 与硝酸钡反应得到硝酸镁，则X 含有镁离子，且阴离子与钡离子反应生成沉淀，可推知X 为 MgSO4，结合转化关系，可知Y 为 Mg(OH) 2、 Z 为 MgCl2、试剂甲为 BaCl2，试剂乙为3AgNO ，据此解答。【详解】(1)X 与硝酸钡反应得到硝酸镁，则X 含有镁离子，且阴离子与钡离子反应生成沉淀，可推知 X 为 MgSO422、试剂甲为2，结合转化关系，可知Y 为 Mg(OH) 、 Z 为 MgClBaCl ，试剂乙为 AgNO3；(2)反应的离子方程式为：42-2+ BaSO4SO+Ba；反应的离子方程式为：Mg2+2OH-Mg(OH) 2；反应的离子方程式为：Mg
19、(OH) 2+2H+ Mg 2+2H2O；反应的离子方程式为：Ag+ +Cl- AgCl 。7 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
20、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 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
21、 ，H 为 SO3；(2)C 与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应，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。8 将 5.1g 镁铝合金溶于 600mL0.5molL 1H2SO4 溶液中，完全溶解后再加入1.0mol L1 的NaOH 溶液，得到沉淀的质
22、量为13.6g，继续滴加 NaOH 溶液时则沉淀会减少。（1）当加入 _mLNaOH 溶液时，可使溶解在硫酸中的Mg 2 和 Al 3 恰好完全沉淀。（2）计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。（列出算式）_【答案】 600 5.6L【解析】【分析】固体完全溶解，生成MgSO 4 和 Al 2 (SO4)3，依据极值法分析，可确定硫酸有剩余。加入NaOH后，首先与过量的硫酸反应，然后才与MgSO 4 和Al 2(SO4) 3 反应。当MgSO 4 和Al 2 (SO4)3 刚好完全反应时，生成Mg(OH)2、Al(OH)3、Na 2SO4。（1）溶解在硫酸中的Mg2和 Al 3恰好
23、完全沉淀时，溶液中的溶质为Na2SO4，由此可得出10.6moln(NaOH)=2 n(H 2SO4)=20.600L0.5mol L=0.6mol ， V(NaOH)=。1mol/L（2） Mg 、 Al 在反应过程中，存在下列关系式：Mg H22-，2Al 3H2 Mg(OH) 2OH3-，综合分析两关系式，可得出H2-。通过沉淀与金属的质量相减，便2Al(OH) 6OH 2OH可求出 m(OH-)，由此可求出生成 H2 的体积。【详解】（1）溶解在硫酸中的 Mg 2 和 Al 3 恰好完全沉淀时，溶液中的溶质为Na24SO ，由此可得出n(NaOH)=2 n(H0.6mol2SO4)=2
24、0.600L0.5mol L1=0.6mol ， V(NaOH)=0.6L=600mL。答案1mol/L为： 600；（2） Mg 、 Al 在反应过程中，存在下列关系式：Mg H22-，2Al 3H2 Mg(OH) 2OH2Al(OH)36OH-，综合分析两关系式，可得出H2 2OH-。8.5g0.5mol ， n(H2)=1n(OH-)=0.25mol ，m(OH-)=13.6g-5.1g=8.5g ，n(OH-)=17g/mol2V(H2)= 0.25mol 22.4L/mol=5.6L 。答案为： 5.6L。【点睛】在利用 n(OH-)计算 n(H2)时，我们易犯的错误，是利用（ 1）
25、中计算出的 0.6mol 进行计算。因为 0.6mol 并不是单纯用于与金属离子反应生成沉淀，而是有一部分用于中和过量硫酸，所以此数据不能使用。9 在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：三组各取30.0 mL 同浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量 /mg255385459产生气体体积 /mL280336336请回答：(1)甲组实验中，盐酸_（选填“适量”“过量”或“不足量”，下同），理由是 _。要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是_。求得的盐酸的物质的量浓度为_。(2)求合金中 Mg 、 Al 的物质的量之比，题中可作计算依据
26、的数据是_，求得的 Mg、 Al 的物质的量之比为 _；1(3)在丙组实验之后，向容器中加入 1.00 mol L NaOH 溶液，能使合金中的铝恰好溶解，不形成铝的沉淀，并使 Mg 2 刚好沉淀完全，再过滤出不溶性固体，求滤液中各溶质的物质的量和所加入NaOH 溶液的体积（写计算过程）。_【答案】过量同体积的盐酸此时产生H2 最少336mL 气体和 30mL 溶液1mol/L 255mg和 280mL 1：1 NaCl 0.03mol NaAlO2 0.009mol39 mL【解析】【详解】(1)由乙实验知，增加合金的质量，气体体积增大，说明甲实验结束后酸有剩余。答案为过量，同体积的盐酸此时
27、产生H2 最少。比较乙和丙实验，气体的体积相同，说明乙实验中酸已经完全反应，所以336mL 气体和30mL 溶液是计算酸的浓度所需使用的数据。答案为336mL 气体和 30mL 溶液。0.336L2答案为 1mol/L 。（c HCl)= 22.4L / mol1mol / L0.03L(2)比较甲、乙实验数据可知，甲中酸过量，则合金完全反应。所以255mg 和 280mL 是计算合金中 Mg、 Al 的物质的量之比所需使用的数据。答案为255mg 和 280mL。设 Mg 的物质的量为x，Al 的物质的量为y，列方程组为：，求得 x： y 1：1。答案为1： 1。(3)依据 Cl-守恒，可得
28、： n(NaCl)n(HCl) 1mol/L 0.03L 0.03mol ；依据 Al 守恒，可得： n(NaAlO2) n(Al)0.009 mol ；依据 Na守恒，可得：n(NaOH) 0.03mol 0.009mol 0.039mol ，所以 V(NaOH) 39 mL。答案为： NaCl 0.03molNaAlO2 0.009molV(NaOH)39 mL。10 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
29、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 mol2.4g 5.4g【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 2AlCl3+3H2或 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H254g67.2 L54g67.2 Ly6.72 Ly6.72 L则 y=5.4g ，答：混合物中 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。