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1、备战高考化学镁及其化合物的推断题综合热点考点难点附详细答案一、镁及其化合物1 金属镁是一种活泼的常见金属，有着广泛的用途。下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298 K 时的稳定状态）。（1）下列选项中正确的是_（填序号）。MgI 2 中 Mg 2+与 I-间的作用力小于MgF2 中 Mg2+与 F-间的作用力 MgBr 2 与 Cl2 反应是放热反应化合物的熟稳定性顺序为： MgI2MgBr2MgCl2MgF2（2）请写出在一定条件下液溴与氟化镁固体反应的热化学方程式：_。已知，金属镁在点燃的条件下能与二氧化碳反应：2Mg+CO2 2MgO+C，现将 a 克镁放在盛有 b L
2、（标准状态下）二氧化碳和氧气的混合气体的密闭容器中充分燃烧；（3）若容器中剩余二氧化碳，则残留固体物质_A 一定只有 MgOB 一定有 MgO，可能有 CC 一定有 MgO 和 CD 一定有 C，可能有 MgO（4）若反应容器中有氧气剩余，则容器内剩余固体的质量为_，出现此种状况，容器中原来 b L 混合气体中氧气的体积应满足（用含a 的代数式） _ 。（5）若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，则残留固体m 的取值范围 _；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁剩余，则残留固体m 的取值范围 _。【答案】MgF22225a2(s)Br(l) MgBr (s)+ F (g) H +600kJ/m
3、ol Bg b V(O )37a(a32b) m(a44b)5a m 23a1522.422.4312【解析】【分析】(1)离子晶体中离子键越强，离子晶体越稳定；如果反应物能量之和大于生成物能量之和，则是放热反应；化合物的热稳定性与物质的能量大小有关，能量越小越稳定；(2)根据盖斯定律书写；(3)镁在燃烧时先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁；(4)若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，根据原子守恒计算；采用极限的方法计算；(5)若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，假设气体全部为氧气或二氧化碳，然后采用极限的方法解答；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁
4、剩余，说明二者完全反应。【详解】(1)相同类型的离子晶体中，离子键越强，则离子间作用力越强，物质含有的能量越低，所以MgI 2 中 Mg2-间的作用力小于MgF2 中 Mg2-间的作用力，故正确；与 I与 F根据图象知，反应物的能量大于生成物能量，所以Mg 与 F2 的反应是放热反应，故正确；能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2 MgBr 2 MgCl2 MgF2，故错误；故选；(2)镁和氟气反应的热化学反应方程式为：Mg(s) F (g) MgF(s) H -1124kJ/mol22Mg(s) Br (l) MgBr(s) H -524kJ/mol 22将方程式- 得 M
5、gF2222(s) Br (l) MgBr (s)+ F (g) H(-524kJ/mol)-( -1124kJ/mol)+600kJ/mol ，故答案为：MgF2(s) Br2(l) MgBr2(s)+ F2(g) H+600kJ/mol ；(3)镁先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁，若容器中剩余二氧化碳，二氧化碳可能参加反应也可能不参加反应，所以残留固体物质一定含有氧化镁，可能含有碳，故选B；ag amol ，若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，(4)镁的物质的量24g/mol24根据原子守恒得amol 40g/mol5an(Mg) n(MgO)，
6、所以氧化镁的质量g；243氧气有剩余，氧气的最小体积为大于和镁完全反应的体积，而小于气体总体积，2Mg O22MgO ，根据镁和氧气的关系式得当镁和氧气恰好反应时需要气体氧气物质的量a1aamol 22.4L/mol7amol mol ，则需要氧气体积48L，所以氧气的体积为 b2424815V(O27a，故答案为：5a27a ；)3g； b V(O )1515(5)若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，说明镁不足量，假设气体全部是氧气，氧气完全反应时固体质量增加的质量bmol 32g/mol32b22.4g，则固体质量为 (a22.432b)g；22.4假设气体全部是二氧化碳，根据2Mg C
7、O2 2MgO C 知，固体增加的质量为二氧化碳的质量，所以固体增加的质量b44b(a44bmol 44g/molg，所以固体质量为)g，22.422.422.4则容器内固体质量为 (a 32b) m (a44b)；22.422.45a假设镁和氧气恰好反应，固体的质量为氧化镁的质量g；3假设镁和二氧化碳恰好反应，固体的质量为镁和二氧化碳的质量aag24g/mol 1 44g/mol23ag，实际上固体质量介于二者之间，为5a m 23a ，故答212312案为： (a 32b) m (a44b)；5a m 23a 。22.422.4312【点睛】根据镁和氧气、二氧化碳之间的反应结合极限法来分析
8、解答，明确镁和氧气、二氧化碳混合气体反应的先后顺序是解本题关键。2 某同学用某化合物X（两种短周期元素组成的纯净物）进行了如下实验：实验步骤中还观测到生成黑色固体和无色无味气体，生成的溶液可作为建筑行业的一种黏合剂。请回答：（ 1） X 的化学式是 _，步骤的离子方程式是 _。（ 2）步骤的化学方程式是 _。【答案】 Mg2Si Mg2Si +4H+=SiH4 +2Mg2+ SiH4 +2KMnO4=2MnO 2 +Na2 SiO3+H2 +H2O 【解析】【分析】短周期元素形成的化合物中，与过量烧碱溶液生成白色沉淀，则灼烧后得到白色固体的为MgO， 4.0g 白色固体可得X 中0.1molM
9、g原子，无色气体A 与高锰酸钾可生成黏合剂硅酸钾溶液，可知无色气体A 具有还原性且含有Si 元素，据此分析作答。【详解】（1）根据化合物X 7.20g 计算得到Mg原子与Si 原子个数之比为2:1，则X 的化学式为Mg2Si，在盐酸作用下会生成硅烷气体与氯化镁，故其离子方程式为：Mg 2Si+4H+=SiH4 +2Mg2+，故答案为： Mg 2Si； Mg 2Si +4H+=SiH4 +2Mg2+；（ 2）在强氧化剂高锰酸钠的作用下，硅烷被氧化为硅酸钠与氢气，同时生成黑色固体二氧化锰，根据氧化还原反应得失电子守恒与元素守恒可得，其化学方程式为：SiH4+2KMnO4=2MnO2 +K2SiO3
10、+H2+H2O。3X、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。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 +
11、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 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
12、NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2 O。4 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(O
13、H) 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
14、 + 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) 25 在一定条件下，单质BC DE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；
15、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3AlO2-3+23+Al +6H O=Al(OH) ；(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
16、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。6 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
17、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 LNaOH 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
18、，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：
19、，求得 x： y 1：1。答案为 1： 1。(3)依据 Cl-守恒，可得： 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 0.009mol V(NaOH)39 mL。7 把 NaOH、 MgCl2、 AlCl3 三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g 白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1mol?L 1 HCl 溶液，
20、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）30.02 5.201302【解析】试题分析：本题考查与Al（ OH） 3、 Mg （OH） 2 沉淀有关的图像分析和计算。
21、（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-3+-=Mg（ OH） 2 ， Al +4OH=AlO2 +2H2O。（2） AB 段发生反应的离子方程式为AlO2-+H+H2O=Al（ OH） 3 。 B 点沉淀物的化学式为Mg（ OH） 2 和 Al（ OH） 3。（3
22、） AB 段消耗 n（ HCl） =1mol/L（ 0.03L-0.01L） =0.02mol ，根据 Al 守恒和离子反应2-AlO+2332-3=0.02mol 。根据反应Al3+-+H +H O=Al（OH） ， n（ AlCl ） =n（AlO ）=nAl（ OH）+4OH=AlO +2H O，与 AlCl 反应的 NaOH 物质的量为2-231.16g2+-22=0.02mol ，根据反应Mg0.08mol ；（ MgCl ） =nMg （ OH）+2OH58g / mol=Mg（ OH） 2，与 MgCl2反应的 NaOH 物质的量为0.04mol ；与 HCl反应的 NaOH 物
23、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） 222332+2HCl=MgCl +2H O、Al（ OH）+3HCl=AlCl +3H O，溶解 Mg（ OH） 2 消耗的 HCl 物质的量为0.02mol 2=0.04mol ；溶解 Al（ OH） 3 消耗的 HCl 物质的量为 0.02mol3=0.06mol ，则 BQ 段消耗 HCl 物质的量为0.04mol+0.06mol=0
24、.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0.13mol=0.13L=130mL。好中和，则 n （HCl） =n（ NaOH） =0.13mol ，盐酸溶液的体积为1mol / L8 把一小块镁铝合金溶于100mL 盐酸中，然后向其中滴入-11 mol LNaOH 溶液，生成沉淀的质量和加
25、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- = H2OAl(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 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
26、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，该阶段消耗氢氧化钠40mL，由氢氧根守恒可知3nAl(OH) +2nMg(OH)2=n（ NaOH） =（0.06L-0.02L） 1mol/L=0.04mol从加入氢氧化钠溶3液 50mL 60mL 溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)322+NaOH=NaAlO +2H O，所以nAl(O
27、H)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-1-1 27g?mol=0.27g， m（ Mg） =0.005mol 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 1m
28、ol/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 。9 工业上通常利用SiO2 和碳反应来制取硅，写出反应的化学方程式_。工业上还可以利用镁制取硅，反应为2Mg+SiO=2MgO+Si，同时会发生副反应：2Mg + Si=Mg 2Si 。如图是进行Mg与 SiO2 反应的实验装置，试回答下列问题：（1）由于O2 和H2O（ g）的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X 作为保护气，试管中的固体药品可选用_(填序号) 。A石灰石B锌粒C纯碱（2）实验开始时，必须
29、先通一段时间X 气体，再加热反应物，其理由是_；当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，其原因是_ 。（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因是副产物Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷）气体，然后 SiH 4自燃。用化学方程式表示这两个反应_， _。【答案】 SiO2+ 2CSi + 2CO b防止加热条件下2与空气混合爆炸2HMg 与 SiO的反应是放热反应Mg2244222Si 4HCl= 2MgCl SiH SiH2O = SiO2H O【解析】试题分析：碳和二氧化硅反应生成硅和CO，据此书写方程式；Mg为活泼金属，在
30、空气中点燃可以和O2、CO2、 H2O反应，在工业中利用镁制取硅：需排尽装置中的空气，实验中应通入气体X 作为保护气， X 由稀硫酸制得，根据题干（1）信息可知，用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气，X 为氢气，通过浓硫酸进行干燥，据此分析解答。解析：碳和二氧化硅在高温下反应生成硅和CO，反应的化学方程式为SiO2 + 2CSi +2CO 。（1） Mg可以与 CO2、 N2 发生化学反应，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气；选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥，答案选b；（2）装置中有空气，若不
31、用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气；Mg与SiO2 反应的条件是加热，当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，这说明Mg与SiO2 的反应是放热反应；（3） Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si 4HCl 2MgCl2SiH4，SiH 4 常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH4 2O2 SiO22H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。10 根据 Mg 能在 CO2中燃烧，某兴趣小组推测Na 应该也能在2中燃烧，且固体产物可CO能为 C、 Na223O 和 Na CO 中的两种或三种。该小组用如下图装置进行了实验探究。已知 PdCl2 能被 CO 还原得到黑色的 Pd。回答下列问题：（1）为了使反应随开随用，随关