备战高考化学培优专题复习镁及其化合物练习题.docx

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1、备战高考化学培优专题复习镁及其化合物练习题一、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 C 的离子方程式

2、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在元素化合价变化，

3、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2 将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200 mL,使合金全部溶解,盐酸中向所得溶-1NaOH 溶液的体积的关系液中滴加 5.0 mol L 的 NaOH 溶液至过量 ,生成沉淀的质量与加入如图所示。(1)原合金中铝的物质的量分数为_ 。(2)盐酸中 HCl 的物质的量浓度为_ 。【答案】 36%4mol/L【解析】【分

4、析】由图可知，加入20m 氢氧化钠溶液开始产生沉淀，说明所得溶液中含有盐酸；再加入氢氧化钠溶液，镁离子和铝离子完全反应生成19.4g 沉淀，当加入180ml 氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到11.6g氢氧化镁沉淀。【详解】（1）由图可知，氢氧化镁的质量为11.6g，氢氧化铝的质量为（19.4 11.6） g=7.8g，由原11.6 g子个数守恒可知，合金中镁的质量为58g / mol 24g/mol=4.8g ，铝的质量为7.8 g2.7 g100%=36%，故答案为： 36%；78g / mol 27g/mol=2.7g，则铝的物质的量分数为4.8 g 2.7 g（2）由

5、图可知，当加入180ml 氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到氯化钠和偏铝酸钠的混合溶液，由铝原子个数守恒可知n（ AlO2-） =n（ Al3+） =0.1mol，+-1由电荷守恒可得 n（ Na ） =n（Cl ） +n（AlO2 ）， n（ Cl ） =5.0 mol L0.18L0.1mol=0.8mol ，则 200 mL 盐酸的浓度为0.8 mol=4mol/L ，故答案为： 4mol/L 。0.2 L3将一定质量的Mg 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

6、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 mol ，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 A

7、l（ 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4 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、

8、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. A D C F B F E b. A C D F B F E c. A F C D F B E d. A F D C F B E（ 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

9、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】 aD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=32CO+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2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

10、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、 NO2、 N2”， 若有 NO2 生成则气体呈红棕色，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

11、 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N ；第二次使用装置 F 的作用是：防止E 中 H O（g）进入 B 中，使 Mg N不纯 。2232（ 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

12、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，导致实验结束后 B 处制得的 Mg 3N2 纯度不高， Mg 与 CO2 反应的化学方程式

13、为2Mg+CO22MgO+C。（6） Mg 3 22332生成只要检验 B 处固体N遇水发生水解生成 Mg（ OH）和 NH ，检验有MgN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。5镁、铝、锌是生活中常见

14、的三种金属，查阅资料获得如下信息： 镁、铝、锌都是银白色的金属 锌（ Zn）可以与NaOH 溶液反应生成H2 Zn （ OH） 2 为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3?H2O Zn 2+易形成配合物如Zn（ NH3）4 2+，该配合物遇强酸分解生成Zn2+、 NH4+（1）（ 1）甲同学取镁铝合金进行定量分析，用图所示装置进行实验，获得如下数据（所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）编号粉末质量量气管第量气管第一次读数二次读数2.0 g10.0 mL346.2 mL2.0 g10.0 mL335.0 mL2.0 g10.0 mL345.8 mL（ 2）乙同学取

15、镁铝锌合金设计如下实验方案：（可用试剂：样品、 pH 试纸、稀硫酸、 NaOH 溶液、氨水） 试剂 是；沉淀 B 是 过程 是：在滤液中逐滴加入，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的过滤 沉淀 C 与氨水反应的离子方程式为，【答案】 NaOH 溶液； Al（OH） 3； 稀硫酸；稀氨水； Zn （ OH） 2+4NH3=Zn（NH3） 42+2OH；2+或 Zn（ OH） 2+4NH3?H2O=Zn（ NH3） 4+2OH +4H2O【解析】【分析】【详解】（2） Wg 镁铝锌合金加入稀硫酸溶解生成硫酸镁、硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，加入试剂M为过量氢氧化钠溶液，得到沉淀A 为 Mg （ OH）

16、2，滤液为Na2ZnO2， NaAlO2 溶液，加入过量稀硫酸得到硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，再加入足量氨水溶液得到沉淀B 为 Al（ OH） 3，滤液为 Zn2+易形成配合物如 Zn（ NH3） 42+，该络合物遇强酸分解生成Zn2+、NH4+，加入适量氢氧化钠溶液得到C 为氢氧化锌沉淀； 上述分析可知，试剂I 为氢氧化钠溶液，沉淀B 为 Al（ OH） 3； 操作 是：在滤液中逐滴加入稀硫酸溶液直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的氨水溶液沉淀铝离子，过滤得到氢氧化铝沉淀 Zn （ OH） 2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3?H2O，沉淀 C 与氨水反应的离子方程式为 Zn（ OH） 2

17、+4NH3=Zn （NH3） 42+2OH；或Zn（ OH）+4NH ?H O=Zn（ NH ）2+2OH+4H O；232342【点评】本题考查了实验探究物质组成的实验设计，反应过程分析判断，物质提纯的理解应用，主要是混合物分离的方法和物质性质的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等6 海洋是一座巨大的化学资源宝库，从中可以提取许多常见的化学物质，结合所学知识回答下列问题，(1) “吹出法”提溴空气吹出法是工业规模提溴的常用方法，其流程如下：其中步骤的目的是_ 。步骤反应的离子方程式为_ 。除 SO2 外，步骤还可以选用Na2CO3 溶液吸收溴，主要反应是Br 2+Na2CO3+H2ONaB

18、r+NaBrO3+NaHCO3（未配平），吸收1molBr 2 时，转移电子的物质的量为_mol 。（2）实验室模拟从海带中提取碘，可能经历如下操作( 或过程），请选择必要的操作( 或过程），并按实验的先后顺序排列_ ( 填写编号）仪器X 的名称 _，将X 中的液体分离的具体操作为：打开X 上端玻璃塞，_。（3）卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe2+、 Fe3+和 Mn2+等杂质离子。现以卤块为原料按下图流程制备轻质氧化镁，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，回答下列问题：已知： Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去。步骤反应的离子方程式为：_

19、 ；步骤的反应方程式为：_ 。【答案】富集溴元素（或提高溴水浓度，意思正确可得分）+2-+2Br-SO+Br +2H O=4H+SO22245CEAD 分液漏斗再打开分液漏斗活塞，使下层液体从下口放出，待下层液体刚好放3出时，关闭分液漏斗活塞，再从上口将上层液体倒出ClO- +2H+2Fe2+ =2Fe3+Cl - +H2OMgCO3+H2OMg(OH)2+CO2【解析】【详解】(1) 氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，生产成本高。“空气吹出、吸收、氧化 ”的过程实际上是一个的浓缩过程 ； Na2 3CO 溶液吸收溴反应配平可得： 3Br2+6Na2CO3+3H2O=5N

20、aBr+NaBrO3+6NaHCO3，其中溴与转移的电子的关系为：3 Br25e-，故答案为富集溴元素（或提高溴水浓度，意思正确可得分） 、 SO222+42-5； (2)由从海带中提取碘的实验分析可得结论，故+Br +2HO=4H +SO+2Br 、3答案为 CEAD、分液漏斗 、再打开分液漏斗活塞，使下层液体从下口放出，待下层液体刚好放出时，关闭分液漏斗活塞，再从上口将上层液体倒出； (3) 步骤是为了将Fe2+氧化成3+，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22都可采FeH O用，但对比表2 提供的原料价格可以看出，漂液比H2O2 的价格低得多，所以选漂液

21、最合理，故 X 为漂液；加入Y 的目的是使镁离子沉淀，Y 为纯碱，故答案为ClO-+2H+2Fe2+=2Fe3+Cl-+H2O、 MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2。【点睛】本题通过从海水中提溴、从海带中提碘和以卤块为原料制取轻质氧化镁的工艺流程，考查了物质制备实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握化学基本实验操作方法，明确物质制备实验方案设计原则，试题综合性较强、涉及原理、操作、环保、经济等多方面的因素，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。7 某无色稀溶液X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO 、 SiO、 AlO、 Cl 阳离子Al332、 Fe、 Mg、 NH

22、、 Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量 (n) 与加入试剂体积 (V) 的关系如图所示。（1）若 Y是盐酸，则 oa 段转化为沉淀的离子( 指来源于 X 溶液的，下同 ) 是_， ab 段发生反应的离子是 _， bc 段发生反应的离子方程式为_。（2）若 Y是 NaOH溶液，则 X 中一定含有的离子是_。 ab 段反应的离子方程式为 _ 。【答案】2-、AlO2Al(OH)3 3H O Al32、 ClNHSiO3CO 3H =Al、 Mg、 NH33244OH =NH3H2O【解析】：3分析(1) 无色溶液中不会含有Fe，加入盐酸后能形成的沉淀有323Al(OH)

23、、H SiO ，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，由图象知溶液中肯定含有AlO2-32-。、 SiOoa 段发生反应的离子为AlO-、 SiO2-2,bc段则是 Al(OH) 溶解 。， ab 段为CO2333(2) 当向溶液中加入 NaOH 时，生成的沉淀为Mg(OH)2、 Al(OH)3,ab段是 NH4 与 OH 之间发生反应 ，因 Al3、 Mg2 不能与 CO3232-、 AlO 共存，故此时溶液中阴离子只有。、SiOCl详解 :(1)某无色稀溶液X 中 , 无色溶液中不会含有Fe3 ，加入盐酸后能形成的沉淀有323，所以由图象知溶液中含有2-Al(OH)、 H SiO ，前者能溶于过

24、量盐酸中而后者不能AlO、SiO32-；则 oa 段发生反应的离子为AlO2-、 SiO32-； ab 段发生的反应沉淀的量不变, 所以 ab段为盐酸与 CO32 反应 , bc 段沉淀减少 , 则是 Al(OH)3 溶解于盐酸 , 其反应的离子方程式为： Al(OH)3 3H=Al3 3H2 O。因此，本题正确答案是： SiO2-、 AlO2 ； Al(OH)33H Al3 3H2O；3； CO3(2) 若 Y 是氢氧化钠 ，向溶液中加氢氧化钠溶液, 先生成沉淀 , 溶液中可能含Al3 、Mg 2 或两者中的一种，因为弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存,即溶液中不含CO22-33、 SiO

25、、AlO ，因为溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl ；当 ab 段时 , 沉淀的量不变化 ,是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当 bc 段: NH4OH NH3H2O，即溶液中含 NH4时沉淀的质量减少但没有完全溶解, 即部分沉淀和氢氧化钠反应, 部分沉淀不反应 ,说明溶液中有 Al3、 Mg2，即bc 段的反应为3-2-2O。： Al(OH) OH AlO +2H即 X 中一定含有的离子是Al3 、 Mg2 、 NH4 、 Cl ；因为溶液中有Al3 、 Mg 2 ，故 oa 段转化为沉淀的离子是 Al3、 Mg 2 ， ab 段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体, 反应的离子 NH3H

26、2O；方程式为 NH4OH因此，本题正确答案是： Al3 、 Mg 2 、 NH4 、 Cl ；NH4 OH NH3H2O。8 镁、铝的混合物共-1的盐酸溶液中，然后再滴加-1的0.2mol ，溶于 200mL4molL2 mol LNaOH 溶液。若在滴加NaOH 溶液的过程中，沉淀质量m 随加入 NaOH 溶液的体积 V 变化情况如图所示。请回答下列问题：（1）当 V1=160mL 时，则金属粉末中 m(Al)=_mol 。（2） V2 V3 段发生反应的离子方程式为_ 。（3）若在滴加 NaOH 溶液的过程中，欲使Mg2+、 Al3+刚好沉淀完全，则加入NaOH 溶液的体积 V(NaOH

27、)=_mL。（4）若镁、铝的混合物仍为0.2mol ，其中镁粉的物质的量分数为a，改用 200mL4 mol L-1 的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2 molL-1 的 NaOH 溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，则a 的取值范围为 _。【答案】-0.08 Al(OH)3+OH =AlO2 +2H2O 400 0.6 a1【解析】（1）当 V+离子守1=160mL 时，此时溶液是MgCl2、AlCl3 和 NaCl 的混合液，由 Na恒可知， n（ NaCl） =n（ Na+） =n（ NaOH）=0.16L 2mol/L=0.32mol。200mL 4mol?L -1 的盐酸溶液中

28、含有氯化氢的物质的量为：4mol/L 0.2L=0.8mol，设混合物中含有MgCl2 为3为 ymol ，则：根据-离子守恒有：xmol 、 AlClMg 原子、 Al 原子守恒有： x+y=0.2，根据 Cl2x+3y=0.8-0.32=0.48 ，联立方程解得：x=0.12、 y=0.08 ，所以金属粉末中：n（ Mg ）=0.12mol 、 n （Al） =y=0.08mol ；（ 2） V2 V3 段发生氢氧化钠溶解氢氧化铝的反应，反应的离子方程式为Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O；（ 3）当溶液中Mg2+、 Al3+恰好沉淀完全时，此时溶液是NaCl 溶液，根据Cl-

29、离子和 Na+离子守恒有：n（ Na+ ）=n（NaCl） =（ HCl） =4mol/L 0.2L=0.8mol，所以需要加入氢氧化钠溶液体积为：V（NaOH） =0.8mol 2mol/L=0.4L=400mL；（ 4）由于为金属混合物，则a 1，Al 的物质的量为： 0.2（ 1-a） mol ，反应后的混合溶液中再加入840mL 2mol?L -1 的 NaOH 溶液，所得沉淀中无 Al（OH）3，则溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知：n（ NaAlO2） =0.2（ 1-a） mol ，根据钠离子守恒，应满足：n（ NaOH） 2n（ Na2SO4） +n（ NaAlO2），

30、即 0.84 2 2 0.2 （4+01-a.）2，解得： a 0.，6所以 a 的取值范围为：故 0.6 a1。点睛：本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度较大，对于图象题，要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析；具体计算时注意守恒思想的运用，使计算简化。最后一问的计算注意利用好数学中的极值法。9 金属 Mg及其化合物有重要的用途，请回答下列问题（1） MgO的重要用途有_。（写出一种）（2）井水中含有较多的2+2+-2+Ca 、 Mg 、 HCO3等离子，可以通过煮沸的方式将Mg 转化为Mg(OH)2，发生的离子方程式是： _。（3）金属 Mg可以用来冶炼 Ti:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl 2。可以用作该反应保护气的是_。A HeB C02CN2D HCl（4）在蒸发皿中放人研细的碘和镁粉，无现象，滴入几滴水后立即产生大量的紫烟，紫烟的成分是_2（填分子式）；对于实验中水的作用，甲同学认为是水溶解了I ，增大了 I 2 与 Mg的接触面积，导致了反应加快，乙同学认为是I 2 与 H2O反应生成了酸，是酸与Mg反应放出热量，加快了