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1、备战高考化学镁及其化合物的推断题综合压轴题专题复习含详细答案一、镁及其化合物1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 转化为
2、 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23Fe O 。【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。根据反应过程中是否存
3、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 FeCl ， C 为 FeCl ， D 为 Fe O ， E 为2323Fe(OH)3。考点：元素化合物2X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物，未列出反应条件）。（1）若 X 的摩尔质量是W 的 2 倍，工业上 Z 可作优质的耐高温材料。W 为黑色固体，则Y 的化学式 _ 。（2）若固体W是紫红色，且向溶液Z中滴入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色。
4、则写出 X+Y=Z+W 的离子方程式 _ 。（3）若晶体 W 是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物。写出 Y 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 。【答案】 CO22+2+2232Fe+Cu =Fe +Cu SiO+2NaOH=Na SiO +H O【解析】（1） X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物 ， W 为黑色固体，应为C 单质， X 的摩尔质量是W 的 2倍， Z 可作优质的耐高温材料， X 为 Mg ， Z 为 MgO， Y 为 CO2。（2）向溶液 Z 中滴入氯水，再滴入2 滴 KSCN溶液，溶液呈血红色，则Z 为 Fe2+， W 是紫红色固体，则W
5、 为 Cu， X+Y=Z+W反应方程式为： Fe+Cu2+=Fe2+Cu。（3）晶体 W 是一种重要的半导体材料，则W 是 Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物，则 Z 的燃烧产物为CO2，化合物 Z 为 CO，则 X 为 C 单质， Y 为 SiO2， Y 与 NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2 O。3X、Y、 Z 三种物质有如下的所示关系；(1)根据上述转化关系，推断下列物质的化学式：X_， Y_， Z_，试剂甲 _，试剂乙 _。(2)写出上述 步反应的离子方程式： _； _ ； _ ； _ ； _。【答案】 MgSO422232+42+-
6、Mg(OH)MgClBaClAgNOBa + 2H = BaSOMg + 2OH =22+2+2+-2+4Mg(OH) Mg(OH) + 2H = Mg + 2H OAg + Cl = AgCl Ba + 2H = BaSO【解析】【分析】X 与稀盐酸不反应，且与硝酸钡反应生成硝酸镁，则X 为 MgSO 等，由转化关系可知， Y4为 Mg(OH)2、 Z 为 MgCl2，试剂甲为 BaCl2、试剂乙为 AgNO3。【详解】(1)X 与稀盐酸不反应，且与硝酸钡反应生成硝酸镁，则X 为MgSO4 等，由转化关系可知，Y 为Mg(OH)2、 Z 为MgCl2，试剂甲为BaCl2、试剂乙为AgNO3；
7、2+2+-(2)反应的离子方程式为：Ba +SOBaSO4；反应的离子方程式为：Mg+2OH+2+Mg(OH) 2 ；反应的离子方程式为：Mg(OH) 2+2H Mg+2H2O；反应 发离子方程式+-2+为： Ag +Cl AgCl ；反应发离子方程式为：Ba +SO BaSO4。4 已知一定条件下，单质X YZ与化合物甲、乙之间存在如下变化关系：、 、(1)若 X 是 O2， Y 是 S， Z 是 H2，化合物甲是一种可燃性气体，则化合物甲是_，化合物乙是 _。(2)若 X 是 Mg ，Y 是 C， Z 是 O ，化合物甲是一种不可燃气体，则化合物甲是_ ，2化合物乙是 _ 。【答案】 H2
8、S H2O CO2 MgO【解析】【分析】根据已知的 X、 Y、 Z 以及化合物甲的性质，结合物质的性质分析判断。【详解】(1)若 X 是 O ， Y 是 S，Z 是 H ，化合物甲是一种可燃性气体，则硫在氢气反应生成H S，222H S 与氧气的反应生成H O 和 S，则化合物甲为H S，化合物乙为H O，故答案为 H S；22222H2O；(2)若 X 是 Mg ，Y 是 C， Z 是 O2，化合物甲是一种不可燃气体，则碳与氧气反应生成二氧化碳， Mg 与二氧化碳反应生成MgO 和 C，则化合物甲为CO2 ，化合物乙为MgO，故答案为CO2； MgO。5A、 B、 C 是中学化学中常见的三
9、种物质，它们之间的相互转化关系如下及产物略去 )：(部分反应条件(1)若 A 是一种金属，C 是淡黄色固体，则B 的化学式为 _， A C 反应的化学方程式为 _ ；若将金属 A 与金属铝同时加入足量水中，充分反应后，发现溶液中既无沉淀生成又无残留金属剩余，经测定溶液中只含有一种溶质，则投入水中的金属 A 与金属 Al 的物质的量之比为 _。(2)若 A 是一种非金属 ,其常见单质为黑色固体， C 是最主要的温室气体，则C的分子式为_， B C 反应的化学方程式为 _ ；金属镁可在气体 C 中燃烧，当有 1 mol 气体 C 参与反应时，反应转移电子的物质的量为_ 。【答案】 Na2 O 2N
10、a+O2点燃Na2O21:1CO2 2CO+O2CO2 4 mol。【解析】【分析】【详解】(1)若 A 是一种金属， C 是淡黄色固体，则A 为 Na，C 为 Na2O2， B 为 Na2O； Na 在氧气中燃烧生成 Na2 2，方程式为22 2O2Na+ONa O ；若将 Na 与铝同时加入到足量的水中充分反应后无固体剩余，且所得溶液中只有一种溶质即为NaAlO2，发生的反应为Na+Al+2H O=2NaAlO +2H ，根据方程式可知金属Na 与金属 Al 的物质的量之比为 1:1；222(2)C 是最主要的温室气体，则C 为 CO2， A 为 C， B 为 CO； CO燃烧生成 CO2
11、，方程式为2CO+O点燃；金属镁可在 CO 中燃烧时CO 被还原成 C 单质，且还原剂唯一，所2CO2222以当有1 mol CO2 参与反应时转移电子的物质的量为4mol 。6 把一小块镁铝合金溶于100mL 盐酸中，然后向其中滴入-11 mol L NaOH 溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH 溶液的体积如下图所示。写出 OA 段的离子反应方程式_写出 BC 段的化学方程式_合金中镁的质量_g。盐酸的物质的量浓度_molL-1。【答案】 H+ + OH- = H2O Al(OH)3+ NaOH= NaAlO2+2H2O 0.12 0.5 【解析】【详解】由图可知，从开始至加入NaOH 溶液
12、 10mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、 Al 后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，则OA 段的离子反应方程式为 H+OH-=H2O；继续滴加NaOH 溶液，到氢氧化钠溶液为50mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH) 2 和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液再继续滴加NaOH 溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，则BC 段的化学方程式为Al(OH)3+ NaOH= NaAlO2+2H2O；由图可知，从加入10mL氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL 时，沉淀量最大，此时为 Mg(OH)2 和 Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化
13、钠 40mL，由氢氧根守恒可知 3nAl(OH)3+2nMg(OH) 2=n（ NaOH） =（0.06L-0.02L） 1mol/L=0.04mol从加入氢氧化钠溶液 50mL 60mL 溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2 O，所以nAl(OH)3 =（ 0.06-0.05 ） L 1mol/L=0.01mol， 3 0.01mol+2nMg(OH)=0.04mol, 解得nMg(OH) 2=0.005mol ，由原子守恒n（ Mg） =nMg(OH) 2=0.005mol ， m（ Al）=0.01mol-1 27g?mol=0.27g， m（ Mg
14、） =0.005mol-1 24g?mol=0.12g，故答案为：合金中镁的质量为 0.12g；加入氢氧化钠溶液为50mL 时，沉淀量最大，此时为Mg(OH) 2 和 Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液，根据钠原子守恒，此时溶液中n（ NaCl）=n（ NaOH） =0.05L 1mol/L=0.05mol，根据氯原子守恒n （HCl） =0.05mol ，盐酸的物质的量浓度为0.05/0.1=0.5mol/L ，故答案为：该盐酸的浓度为0.5mol/L 。7 较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2 三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有
15、NO、 NO2 生成并制取氮化镁。（假设实验中每步转化均是完全的）已知： NO2沸点是 21.1 、熔点是 - 11； NO的沸点是 - 151、熔点是 - 164；氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题：（1）为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是（_） ( 填序号 ) 。a. ADCFBFEb. ACDFBFEc. AFCDFBEd. AFDCFBE（ 2）确定还原产物中有 NO2的现象是 _ ，实验中两次使用装置 F，第二次使用装置 F 的作用是 _ 。（ 3）实验前需先打开开关 K，向装置内通 CO2气体，其目的是 _，当_时停止通入CO2。（ 4）实验过程中，发现在 D 中产生
16、预期现象的同时， C 中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式 _ 。（5）在 A中反应开始时，某同学马上点燃B 处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B 处的产品纯度不高，原因是_ （用化学方程式回答）。（6）验证 B 处有氮化镁生成的方法是_ 。【答案】 a D中有红棕色液体生成防止 E 中水蒸气进入B 中，造成产物不纯排除装置内空气，防止干扰实验E 中产生白色沉淀-+2+-5NO+3MnO+4H 3Mn +5NO +2HO4=322 +2Mg2MgO+C取 B 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润CO的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B 中有氮化镁生成【解析】试题分析：本题考
17、查 Mg 与 HNO3反应产物的探究以及Mg3N2的制备，涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写 。（1）根据题意 “一定浓度的硝酸与Mg 反应可同时得到NO、 NO 、 N ”， 若有 NO 生成则气222体呈红棕色，根据已知 NO 2、 NO 的熔沸点，在装置D 中可将 NO2 冷凝为液态，可观察到装置 D 中有红棕色液体生成 ；利用 NO 具有还原性，用装置C 中酸性 KMnO4溶液验证NO；根据已知 Mg 3N2 遇水会发生水解，与Mg 反应的 N2 必须是干燥的，气体在进入装置 B 之前必须用浓硫酸干燥 N2，且要防止 H2 O（ g）进入制备 Mg 3N2 的装置；装置的连接顺序
18、为： ADCFBFE， 答案选 a。（2）根据上述分析，确定还原产物中有NO2 的现象是：装置 D 中有红棕色液体生成。 Mg3N2 遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F 的作用是 ：干燥N2；第二次使用装置 F 的作用是：防止E 中 H2O（g）进入 B 中，使Mg 3N2 不纯 。（ 3）由于 NO 能与 O2 反应生成 NO2，会影响 NO2、 NO 的验证，实验开始前要排出装置中空气 ，所以实验前先打开开关 K，向装置内通 CO2 气体，其目的是：排除装置内空气，防止干扰实验 ；当观察到装置 E 的 Ba（ OH） 2 溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停
19、止通入 CO2。（4）装置 D 中观察到有红棕色液体出现，装置C 中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性KMnO4溶液将 NO 氧化成 NO3-，同时 MnO 4-被还原成Mn 2+，反应可写成NO+MnO4- NO3 -+Mn2+， N 元素的化合价由+2 价升至 +5 价， Mn 元素的化合价由+7 价降至 +2 价，根据得失电子守恒配平为5NO+3MnO4 - 5NO3-+3Mn 2+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为 5NO+3MnO 4-+4H+=5NO3-+3Mn 2+2H2O。（5）在 A 中反应开始时，马上点燃B 处的酒精灯， Mg 与 CO2 发生置换反应生成MgO 和C，导致
20、实验结束后 B 处制得的Mg N纯度不高，Mg 与 CO反应的化学方程式为3222Mg+CO2MgO+C。2（6） Mg 3N2 遇水发生水解生成Mg（ OH） 2 和 NH3，检验有 Mg3N2 生成只要检验B 处固体中加水产生 NH3 即可 ，验证 B 处有 Mg3N2 生成的方法是：取B 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B 中有氮化镁生成 。点睛 ：本题的难点是实验装置的连接和氧化还原反应方程式的书写，理解实验的原理和各物质性质的差异是解答本题的关键。氧化还原反应方程式的书写，先根据实验现象分析氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，再根据得失
21、电子守恒配平，最后用原子守恒、电荷守恒写出完整的方程式。8 现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应： 2Mg+O22MgO ； 3Mg+N23 2；Mg N2Mg+CO22MgO+C223 2223 Mg+H OMgO+H Mg N+6H O =3Mg(OH) +2NH可供选择的装置和药品如下页图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。回答下列问题；(1)在设计实验方案时，除装置不填满 )A、 E 外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为(可装置目的_(2)连接并检查实验装置的气密性。实
22、验开始时，打开自来水的开关，将空气从5 升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号 )_ ；(3)通气后，应先点燃_处的酒精灯，再点燃_处的酒精灯；如果同时点燃A、 F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?_；(4)请设计一个实验，验证产物是Mg3N2，写出操作步骤、现象和结论：_。【答案】 B 目的是除气流中的水蒸汽，避免反应发生D目的是除去空气中的CO2，避免反应发生F目的是除去空气中的氧气，避免反应发生j hgdckl(或l k) a或b( b a)F A 制得的氮化镁不纯将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，
23、则说明产物是氮化镁，若试纸不变蓝，则不含有Mg3N2【解析】【分析】本题是在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量纯净的氮化镁，为了保证产品的纯度，需要除去空气中的氧气、二氧化碳及水气，分别利用还原铁粉、氢氧化钠溶液及浓硫酸完成，产品的检验可利用氮化镁的性质来设计实验操作。【详解】(1)根据题中信息可知Mg 在空气中点燃可以和O2、 CO2、 H2O 反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的 O2、 CO2 、H2O 除去制得干燥纯净的 N2，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铁粉为了除去空气中氧气；所以在设计实验方案时，除装置 A、 E 外，还应选择的装置B，目的是除气
24、流中的水蒸汽，避免反应发生；D，目的是除去空气中的CO2 ，避免反应发生；F，目的是除去空气中的氧气，避免反应发生；(2)气体参与的物质制备实验中装置的连接一般顺序是：制备气体除杂 干燥 制备 尾气处理；需除去空气中的O2、 CO2、 H2O 制备氮化镁，浓硫酸 B 的作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠 D 是除去空气中二氧化碳，还原铁粉F 是为了除去空气中氧气，所以装置连接顺序是， j h(除二氧化碳 ) gd(除水蒸气 ) ck(除氧气 ) l(或 l k) ab或( ba)；(3)通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃F，再点燃 F，因为 A 装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO
25、2、水蒸气等与镁反应，如果装置F 中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁；(4)依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。9 （ 1）等物质的量的钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，产生的氢气在相同条件下的体积比为 _。（2）等质量的钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，产生的氢气在相同条件下的体积比为_。（3）分别将 0.2mol 的钠、镁、铝分别投入100ml 1mol L 1 的盐酸溶液中
26、，三者产生的氢气在相同条件下的体积比为 _。【答案】 1:2:3 1/23:1/12:1/9 =36： 69：922:1:1【解析】 (1)金属完全反应，令金属的物质的量为1mol，根据电子转移守恒，Na 生成氢气的物质的量 =0.5mol ， Mg 生成氢气为=1mol ， Al 生成氢气为=1.5mol ，相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，则Na、 Mg、 Al 生成氢气体积之比 =0.5mol ： 1mol： 1.5mol=1 2 3；(2)金属完全反应，令质量为1g，则：2Na H24621g= gMg H 22421g= g2Al 3H25461g= g故 Na、 Mg 、
27、Al 生成氢气的质量之比 = g g g =36 69 92；(3)100mL 1mol/L 的盐酸的物质的量为0.1L 1mol/L=0.1mol，若将 0.2mol 金属钠、镁、铝分别投入到 100mL 1mol/L 的盐酸中，可知三种金属都过量，盐酸不足，完全反应，但金属钠能与水反应继续生成氢气，所以镁、铝反应生成氢气一样多，生成的氢气为mol ，而钠反应生成氢气最多，其生成氢气为=0.1mol ，三者生成氢气的体积比为0.1mol ： 0.05mol:0.05mol=2:1:1 。10 某研究性学习小组以一种工业废料制备高纯MgO，设计了流程如下。请回答下列问题。（1）步骤中生成2+M
28、g 的离子方程式为 _（2）下列物质可用于代替步骤中H2O2 的是 _A NaClB Cl2C铁粉D KMnO4（3）步骤中采用如图所示装置除去Fe3+实验装置图中仪器A 的名称为 _充分振荡并静置分层，打开仪器A 上口的玻璃塞后，上、下层分离的正确操作是：_图中存在的错误是：_（ 4）步骤中 NaOH加入的量是 _ （填“少量”或“过量”）（ 5）实验中，取工业废料 40.0g （ MgCO3的含量为 42%），得到 4.0g 高纯氧化镁。该实验中高纯氧化镁的产率为_（）（6）高纯氧化镁可能具有如下性质和用途，正确的是_A耐酸B耐碱C制耐火坩埚D制信号弹和焰火材料【答案】MgCO 3+2+2
29、2下层液体从下口放出，上层液体+ 2H = Mg+ CO + HO B 分液漏斗从上口倒出分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁过量 50% BC【解析】试题分析：以工业制取高纯MgO为题材，重点考查离子方程式书写、氧化剂的选择、萃取和分液操作、化学计算等知识，考查考生对实验流程图的分析能力。制备流程中，废料在浓盐酸作用下，MgCO3、 Fe 和 Al 的氧化物溶解得到 MgCl2、 FeCl 2、 FeCl 3、AlCl 3，并通过过滤与不溶物分离。步骤是将Fe2+氧化成 Fe3+，再用有机溶剂萃取、分液分离出来。水溶液中的MgCl2、 AlCl 3 用过量 NaOH反应后得到 Mg(OH)2 沉淀和
30、 NaAlO2 溶液，过滤分离后，利用2+Mg(OH)2 制备 MgO。（ 1）步骤中 Mg 是 MgCO与盐酸反应的生成物。正3确答案： MgCO3+2+222O2 将 Fe2+氧化成 Fe3+，该+ 2H = Mg+ CO + HO。（ 2）步骤是利用 H氧化过程中没用引入其他杂质。选项中A 与 C 不具有氧化性，不能替代H2O2， A、C 均错误。 C、 Cl 2 能将 Fe2+氧化成 Fe3+且不会引入杂质，C 正确。 D、 KMnO4能够氧化 Fe2+，但是还2+22原生成的 Mn 会在最后沉淀生成Mn(OH) 而与 Mg(OH) 混合，导致产品不纯，正确答案：C。（ 3）这是一个萃
31、取分液过程，使用的仪器是分液漏斗，萃取静置后，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，图中分液漏斗下端应当与烧杯内壁靠在一起。正确答案：分液漏斗、 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出、分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁。（ 4）步骤需要将生成的 Al(OH) 3溶解，所以要使用过量的 NaOH。正确答案：过量。（5）废料中 MgCO质量 m=40.0g42%=16.8g，3n(MgCO3)=16.8g 84g mol-1 =0.2mol ，理论上可以得到 MgO 0.2mol ， MgO产率为 -1) 100%=50%。正确答案： 50%。（ 6）高纯氧化镁具有氧化镁的4.0g (0.2mol 40g mol所有性质。 A、 MgO能够与酸反应，不具有耐酸性，A 错误。 B、 MgO不能与碱反应，所以具有耐碱性， B 正确。 C、 MgO的熔点高，可以制耐火坩埚，C 正确。 D、 MgO没有特征的焰色反应，不适合制信号弹，也不适合制焰火材料，D错误。正确答案： BC。点睛：H O 是一种“绿色”的氧化剂，与还原剂反应后生成的还原产物是H O，具有无污222染的特征。理论产量就是完全根据化学反应原理计算得到的产物产量，实际生产或实验中会由于各种原因产生损耗从而导致实际产量降低。