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1、2020-2021 高考化学知识点过关培优训练镁及其化合物及详细答案一、镁及其化合物1 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
2、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)2NaHSO、KCl 、 BaCl2-=HO COB、 E 两溶CO2H42322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【分析】(1) 只有氢
3、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
4、 ； 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，纯碱与氢离子反应，则它与足量A 反应的离子方程式为 CO32- 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，
5、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 SO4H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。2 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_ 。（ 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
6、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】2C Al3+2+2442NaAl(OH)4Al3+ 4OH=HMgMg + H SO= MgSO + HAl(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
7、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 -；（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) 23 已知 D、 E、 F 均是短周期元素形成的单质，E
8、 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
9、（ 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（ Na2O2）、 C 为碳酸钠（ Na2CO3 ）。（1） A（ CO2）与 E（ Mg ）反应的化学方程式22MgO C。2Mg CO（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（Na2 332 H。3CO）的溶
10、液与少量盐酸（HCl）反应的离子方程式 CO=HCO4 下图中 A J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、 C、 D，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：（ 1） A 中含有的化学键是 _。（ 2）写出铜与 J 反应制取 H 的化学方程式：_ 。（ 3）写出反应 的离子方程式： _ 。（ 4）写出物质 B 的电子式： _；写出物质 E 的电子式： _。（5）在反应 中，当生成标况下22.4 L 物质 G 时，转移电子数为_mol 。【答案】离子键 极性共价键3Cu 8HNO3(稀 )3Cu(NO3)2 2NO 4H2ONH4 HCO32OH2 2H2NH3 CO32
11、O【解析】【分析】A 受热能分解，分解得到等物质的量的B、 C、 D，且 A 与碱反应生成气体D， D 是氨气，即 A 是铵盐。 C 能与过氧化钠反应，B 能与镁反应，因此 C 为水， B 是二氧化碳，则A 为NH HCO。 E 为 MgO， F 为 C，水与过氧化钠反应生成G，G 为 O ， D 与 G反应生成 H， H432为 NO， I 为 NO2， J 为 HNO3，再结合 F 与 J 反应生成 B、 C、I，符合上述转化。【详解】（1）碳酸氢铵中含有的化学键是离子键和共价键。（2）铜与 J反应制取 H 的化学方程式为3Cu8HNO33 22(稀 ) 3Cu(NO ) 2NO 4H O
12、。（3）反应的离子方程式为NH HCO 2OH2 2H43NH3 CO32O。（4）二氧化碳的电子式为；氧化镁是离子化合物，电子式为。（5）在反应中过氧化钠中氧元素化合价从1 价升高到0 价，则当生成标况下 22.4 L 即1mol 氧气时，转移电子数为2mol。【点晴】利用物质的转化推断出各物质是解答本题的关键，C 及 A 为解答本题的突破口；解框图题的方法：最关键的是寻找“” “”“ ”突破口， 突破口 就是抓 特 字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等；例如本题中的能与强碱反应放出气体的一般是铵盐等。5 把 NaOH、 MgCl2、 AlCl3 三
13、种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g 白色沉淀，在所得1的浊液中逐滴加入1mol?L HCl 溶液，加入HCl 溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：（1）写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式_ 。（2）写出 AB 段反应的离子方程式_。 B 点的沉淀物的化学式为_。（3）求原混合物中AlCl3 的物质的量 _， NaOH 的质量 _。（ 4）求 Q 点加入的 HCl 溶液体积 _ 。【答案】 Mg2+23+2222 +3+2OH=Mg（ OH） ， Al +4OH =AlO+2H O；H O+AlO +H =Al（ OH）Mg（ OH） 、 Al（ OH）30.025.20
14、1302【解析】试题分析：本题考查与Al（ OH） 32沉淀有关的图像分析和计算。、 Mg （OH）（1）开始加入 10mLHCl 溶液，沉淀的质量既不增加也不减少，说明此时加入的10mL 盐酸与 NaOH 反应，则原固体混合物溶于水后发生的反应有： MgCl2+2NaOH=Mg（ OH） 2 +2NaCl、 AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O， 1.16g 白色沉淀为 Mg（ OH） 2；原固体混合物溶于水发生反应的离子方程式为：Mg2+2OH-=Mg（ OH） 2 ， Al3+-+4OH=AlO2 +2H2O。（2） AB 段发生反应的离子方程式为AlO2-+H+H
15、2O=Al（ OH） 3。 B 点沉淀物的化学式为Mg（ OH） 2 和 Al（ OH） 3。（3） AB 段消耗 n（ HCl） =1mol/L （ 0.03L-0.01L） =0.02mol ，根据 Al 守恒和离子反应 AlO2-+H+H2O=Al（OH）3， n（ AlCl3） =n（AlO2-） =nAl（ OH） 3 =0.02mol 。根据反应 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，与 AlCl3 反应的 NaOH 物质的量为0.08mol ；（ MgCl2） =nMg （ OH） 2=1.16g=0.02mol ，根据反应 Mg2+2OH-58g / mol=Mg（ OH）
16、2，与 MgCl2 反应的 NaOH 物质的量为0.04mol ；与 HCl反应的 NaOH 物质的量为 1mol/L0.01L=0.01mol ；原混合物中 NaOH 物质的量为0.08mol+0.04mol+0.01mol=0.13mol ， NaOH 的质量为 0.13mol40g/mol=5.2g 。（3） BQ 段发生的反应为Mg（ OH）2+2HCl=MgCl +2H O、Al（ OH） +3HCl=AlCl +3H O，溶22332解 Mg（ OH） 2 消耗的 HCl 物质的量为0.02mol2=0.04mol ；溶解 Al（ OH） 3消耗的 HCl 物质的量为 0.02mo
17、l3=0.06mol ，则 BQ 段消耗 HCl 物质的量为0.04mol+0.06mol=0.1mol ，消耗盐酸的体积为0.1mol=0.1L=100mL，则 Q 点加入盐酸的体积为30mL+100mL=130mL。1mol / L点睛：第（ 3）问也可以用终态法解。Q 点时沉淀恰好完全溶解，所得溶液中的溶质为NaCl、 MgCl2 和 AlCl3， Q 点加入的 HCl 相当于在原固体混合物中加入1mol/LHCl 将 NaOH 恰好中和，则 n （HCl） =n（ NaOH） =0.13mol ，盐酸溶液的体积为0.13mol=0.13L=130mL。1mol / L6将一定质量的Mg
18、 和 Al 的混合物投入500mL 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（1） Mg 和 Al 的总质量为g（2）硫酸的物质的量浓度为（3） NaOH 溶液的物质的量浓度为【答案】（ 1） 9.0g（ 2） 1.0mol/L （ 3） 5.0mol/L【解析】试题分析：（ 1）由图可知， 020mL 发生酸碱中和反应， 20 200mL 发生反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀， 200 240mL 发生 Al（ OH）3 +NaOH=NaAlO2+2H2O，由图象可知， n（Mg ） = 0.15 m
19、ol ，n （Al） = 0.2 mol ，则 Mg 和 Al 的总质量为0.15 24 +0.2 27 =9；.0g（ 2）由 200240mL 发生 Al（ OH） 3+NaOH=NaAlO2+2H2O，则 c（ NaOH） = 0.2/0.04 = 5mol/L ，200mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c（ H2SO4） =（ 0.2 52）/0.5=1.0mol/L ；（3） NaOH 溶液的物质的量浓度为5.0mol/L 。考点：镁、铝的性质7 镁是一种银白色的碱土金属，镁元素在地壳中的含量约为2 00%，位居第八位，镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途。请回答下列问题
20、：(1)氮化镁 (Mg 3N2)是由氮和镁所组成的无机化合物。在室温下纯净的氮化镁为黄绿色的粉末，能与水反应，常用作触媒，实验室欲用如图1 所示装置和药品制备少量氮化镁。A 中盛装的是浓氨水，B 中可盛装 _，二者混合可制取氨气。按照气流的方向从左至右连接装置：a 接 _、_接 _、 _接 _。已知氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分，该反应的化学方程式为 _。如果没有装有无水氯化钙的装置，可能发生反应的化学方程式为_ 。(2)碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。合成碳酸镁晶须的步骤如下： 1 1NH4HCO3 溶液。步骤
21、 1：配制 0 5 mol LMgSO4 溶液和 0 5 mol L步骤 2：用量筒量取500 mL NH4HCO3 溶液于 1 000 mL 四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在 50 。步骤 3：将 250 mL MgSO4 溶液逐滴加入NH4HCO3 溶液中， 1 min 内滴加完毕，然后用氨水调节溶液 pH 到 9 5。步骤 4：放置 1 h 后，过滤，洗涤。步骤 5：在 40 的真空干燥箱中干燥10 h，得到碳酸镁晶须产品 (MgCO3nH2O， n 15)。 14配制 0 5 mol LMgSO 溶液 500 mL，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、_。步骤
22、3 中加氨水后反应的离子方程式为_。测定合成的MgCO3nH2O 中的 n 值。称量 1 000 g 碳酸镁晶须，放入图2 所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的 CO2 被 NaOH 溶液吸收，在室温下反应45 h，后期将温度升到30 ，最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得生成CO2 的总量；重复上述操作2 次。图中气球的作用是_ 。上述反应后期要升温到30 ，主要目的是 _。若实验测得 1 000 g 碳酸镁晶须产生CO2 的平均物质的量为a mol ，则 n 为_(用含 a的表达式表示 )。称取 100 g 上述晶须产品进行热重分析，得到的热重曲线如图所示，则合成
23、的晶须中n_。【答案】生石灰或氢氧化钠d ecb f2NHN2+3H2O+3Cu3+3CuO322O3Mg(OH)2+2NH3500 mL 容量瓶2+3-3 2MgN +6HMg+HCO3-HCO +NH H O+(n-1)H2OMgCO3nH2O +NH4+暂时储存 CO2，有利于 CO2 被 NaOH 溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定升高温度气体的溶解度减小，使溶解在水中的CO2 逸出，便于吸收完全1-84a18a1【解析】【详解】（1） 浓氨水和生石灰或氢氧化钠固体混合放热，使一水合氨分解生成氨气，故答案为 根据实验目的及题给装置可知，按照气流的方向从左向右连接装置的顺序为:a 接
24、d， e接 c， b 接 f，故答案为 氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分氮气，则氨气与氧化铜反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu，故答案为d； e；c； b； f； 氮化镁能和水发生反应生成氢氧化镁和氨气，化学方程式为： MgN +6H O=3Mg(OH)2322+2NH ，故答案为 Mg N +6H2O=3Mg(OH) +2NH ；33223（2） 配制 0.5 mol L-1 MgSO4溶液 500 mL，除提供的仪器外，还需要的仪器为500 mL 容量瓶，故答案为500 mL 容量瓶 ； 步骤 3 中加氨水后反应生成碳酸镁结晶水合物，反应的离
25、子方程式为Mg2+3 +HCO+2+NH3H2O+(n-1)H2O=MgCO3nH2O +NH4 ，故答案为Mg +HCO3 +NH3H2O+(n-1)H2O=MgCO3nH2 O +NH4+； 题图 2 装置中气球可以暂时储存CO2，有利于 CO2 被 NaOH 溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定，故答案为暂时储存CO22，有利于 CO 被 NaOH 溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定 ； 题述反应后期将温度升到 30 ，是为了使生成的二氧化碳全部逸出，便于其被氢氧化钠溶液完全吸收，从而减小测定产生的误差，故答案为升高温度气体的溶解度减小，使溶解在水中的 CO2 逸出，便于吸收完全 ；
26、若实验测得 1.000 g 碳酸镁晶须产生的 CO2的平均物质的量为 a mol ，依据碳元素守恒可知，晶须中碳酸镁的物质的量为a mol ，根据MgCO3nH2O 中碳酸镁和结晶水的物质的量之1.000g84ag1.000?g 84ag，得到 n=184a 184a ，故比为 1 n，得到 1 n=amol 118g18?g?mol 118a18a答案为 184a；18a 由题图 3 知 400 时剩余质量为82.3 g，这是该晶须失去结晶水后的质量，则有18n18n100 =100-82.3 ，解得 n=1，故答案为1。18n84 18n84【点睛】本题以氮化镁和碳酸镁的制备为载体，考查对
27、实验装置的理解、元素化合物的性质、实验方案的设计等，解答关键是明确反应原理与各装置作用，掌握常用物质分离提纯方法，注意对题目信息的应用。8 为探究某抗酸药 X 的组成，进行如下实验：查阅资料：抗酸药 X 的组成通式可表示为： Mgm np3 qAl (OH) (CO ) （ m、n、 p、 q 为 0 的整数）。 Al(OH) 3 是一种两性氢氧化物，与酸、碱均可反应生成盐和水。Al3+在 pH=5.0 时沉淀为Al(OH)3，在 pH12 溶解为 AlO2。 Mg 2+在 pH=8.8 时开始沉淀， pH=11.4 时沉淀完全。实验过程：步骤实验操作实验现象I向 X 的粉末中加入过量盐酸产生
28、气体 A，得到无色溶液II向所得的溶液中滴加氨水，调节pH 至 56，过滤生成白色沉淀 BIII向沉淀 B 中加过量 NaOH 溶液沉淀全部溶解IV向 II 得到的滤液中滴加 NaOH 溶液，调节 pH 至 12生成白色沉淀 C（1） 中气体A 可使澄清石灰水变浑浊，A 的化学式是 _。（2） II 中生成 B 反应的离子方程式是_。（3） III 中 B 溶解反应的离子方程式是_。（ 4）沉淀 C 的化学式是 _。（ 5）若上述 n(A) n(B) n(C)=1 2 3，则 X 的化学式是 _ 。【答案】 CO23+3 234+3222Al +3NHH O=Al (OH) +3NHAl (O
29、H) +OH=AlO+2H OMg(OH)Mg3Al2 (OH)10CO3【解析】【分析】利用信息、根据实验现象，进行分析推理回答问题。【详解】(1)抗酸药 X 的通式中有32 、实验 I 中加入稀盐酸，可知能使澄清石灰水变浑浊的气体ACO只能是 CO2。(2)实验 I 的溶液中溶质有MgCl、 AlCl 、 HCl。据资料 可知，用氨水调节pH 至2356， Mg2+不沉淀、 Al3+完全沉淀。则实验 II 中生成 B 的离子方程式Al3+32+3NHH O Al34+。(OH) +3NH33 AlO2+2H2O。(3)实验 III 中 Al (OH)溶解于 NaOH 溶液，离子方程式是 A
30、l(OH) +OH(4)实验 II 的滤液中溶有MgCl2、 NH4Cl。 滴加 NaOH 溶液调节 pH 至 12时， Mg 2+完全沉淀，则 C 为 Mg(OH)2。(5)n(A) n(B) n(C)=132 、 Al3+、 Mg2+的物质的量之比为1 2 3。设 CO3223，即 CO 、 Al3+、 Mg 2+物质的量分别为1mol、 2mol 、3mol ，据电荷守恒OH-为 10mol 。该抗酸药 X的化学式为 Mg 3Al2(OH)10CO3。【点睛】根据实验现象分析推理过程中，要充分利用题目所给信息。任何化合物或电解质溶液都符合电荷守恒规则，这是解题的隐含条件。9 有一镁铝混合物重a g ，取其一半和足量的盐酸反应，放出V1L 的氢气。取其另一半和足量的 NaOH溶液反应，放出V2 L 的氢气（均为标况下）。求混合物中镁和铝的质量比。_【答案】 4(V1 -V2):3V2【解析】混合物与盐酸反应则两者皆反应： 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、Mg+2HCl=MgCl2+H2，与氢氧化钠则镁不反应， Al 才发生反应 :2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，由于等量的 Al与盐酸或 NaOH 生成的氢气一样多，则Mg 与稀盐酸反应生成的氢气为（V1