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1、高考化学知识点过关培优训练镁及其化合物及答案解析一、镁及其化合物1 镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：试回答下列问题：（1）在镁铝合金中加入 NaOH 溶液，写出反应的化学反应方程式 ，固体 B 的化学式 。（2）操作 包含的实验步骤有：蒸发浓缩、洗涤、干燥。（3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为4.95 g，硫酸铝晶体的质量为49.95
2、 g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K， 553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG 曲线见下图 ,已知：。根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。【答案】（ 1） 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（ 2） Al(OH)3（3）冷却结晶 （4）过滤减少晶体的溶解（ 5）洗去晶体表面杂质（ 6）有利于晶体的干燥（ 7） Al2(SO4)318H2O（ 8）Al2 (SO4)3
3、3H2O （9） Al2(SO4)3Al2O3+3SO【解析】【分析】向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，镁不反应，固体A 为 Mg，采用过滤的方法进行分离，向滤液中通入二氧化碳，发生反应：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3，再通过过量进行分离，固体 B 为氢氧化铝，氢氧化铝与硫酸反应得到硫酸铝溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体（ 1） Al 和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应；（ 2）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；（ 3）用乙醇洗涤
4、，可以减少晶体的溶解，有利于晶体的干燥；（4） Al 的质量为9g-4.95g=4.05g，设硫酸铝晶体化学式为：Al2（ SO4） 3nH 2O，根据 Al 元素守恒计算硫酸铝晶体的物质的量，再计算硫酸铝晶体的相对分子质量，进而计算n 的值，确定化学式；（ 5）根据（ 4）中计算可知，晶体中结晶水的质量分数，低温加热，首先失去结晶水，高温下，最终硫酸铝分解，根据失重 %计算判断各阶段分解产物，再书写化学方程式；【详解】（1）在镁铝合金中加入NaOH 溶液， Al 可以与强碱溶液发生反应，而Mg 不能反应，该反应的化学反应方程式是2Al+2NaOH+2H2 O=2NaAlO2+3H2；所以固体
5、 A 是 Mg；向滤液中通入过量的 CO2 气体，由于酸性 H2 CO3Al(OH)3,会发生反应： NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH) +NaHCO；所以固体 B 是 Al(OH) ；333（2）用硫酸溶解该固体，发生反应：2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O；得到的溶液C 是Al2 (SO4)3 溶液；由于其溶解度随温度的升高而增大，所以从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥；（ 3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，来洗去表面的杂质离子，选用无水乙醇的原因是减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥；（ 4）若初始时称取
6、的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为 4.95 g，金属发生反应，而镁不反应，减少的质量为金属铝的质量，则m(Al)= 9.00g4.95 g=4.05g， n(Al)=4.05g=0.15mol ，硫酸铝晶体的质量为49.95 g，硫酸铝晶体中含有SO42-的物质的量为27g / mol42-)=33+324 3的质量是24 30.15moln(SOn(Al)= 0.15mol=0.225mol, Al (SO )m(Al (SO ) )= ()222 342g/mol=25.65g，则含有的结晶水的物质的量是（49.95g25.65g）n(H O)=1.35mol ，
7、218g / mol则 n(Al 24 320.15mol(SO )： n(H O)= ()： 1.35mol=1 ： 18，所以该结晶水合物的化学式是：2Al2 (SO4)318H2O。（ 5）在第一个阶段，减少的水的质量是：m(H2 O)= 40.54% 49.95g=20.25g，失去的结晶水20.25g的物质的量是：n(H2O)=1.125mol ，则在晶体中n(Al2 (SO4)3)：18g / moln(H2O)= 0.15mol ：（ 1.35mol 1.125mol ） =1： 3，所以此时得到的晶体的化学式是2Al2 (SO4)33H2O；（ 49.95 g48.65%）在第
8、二个阶段，失去结晶水的物质的量是n(H2O)=1.35mol ，结晶水18g / mol完全失去，得到的固体物质是：Al2(SO4)3，则在第三个阶段加热发生分解反应，是硫酸铝的分解，方程式是：Al2 (SO4)3Al2O3+3SO3。2 以硼镁泥 ( 主要成分为Mg(OH) 2 的流程如下：MgSiO 3、 Fe2O3 及少量A l 2O3 、FeO 和MnO) 为原料制备高纯己知：常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH 范围如下表所示：pH 值Mg(OH) 2Mn(OH) 2MnO(OH ) 2Fe(OH) 2Al(OH) 3Fe(OH) 3开始沉淀时9.37.17.87.63
9、.72.3沉淀完全时10.810.89.89.64.73.7温度高于340时 Mg(OH) 2 开始分解为MgO 和 H2O。(1)“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为_ 。a. 将硼镁泥制成浆料b. 降低浸取温度c.用盐酸多次浸取(2)“浸取”时，MgSi3O 与盐酸反应的化学方程式为 _ 。(3) “除铁、铝”时，需调节溶液pH 范围为 _ 。(4) “除 Mn 2+”时发生反应的离子方程式为 _；过滤 3 所得滤渣中含有 MnO(OH ) 2 和 _。(5) “沉镁”时，反应温度与 Mg(OH) 2 的产率如图所示，当温度超过 60，随温度再升高， Mg(OH) 2 产率反而降低，其
10、原因可能是 _ 。【答案】 acMgSi32 =MgCl 22H27pH7.1Mn2+2 2H -O+2HCl+( n- l)H O+SiOn O4.+H O+2O=MnO(OH) 2 +H 2OMg(OH) 2 氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低。【解析】（1）此处主要考查反应速率的影响因素，所以要想加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑，可以采取升温、把硼镁泥粉碎、搅拌等措施，答案选ac 。(2) 根据滤渣 1 可知： MgSiO 3 与盐酸反应生成 SiO2nH2O，还有产物 MgCl2、 H2O方程式为MgSiO 3+2HCl+(n-l)H 2O=MgCl 2+SiO 2
11、 nH 2O（3）加入双氧水后，Fe2+转化为 Fe3+，要使 Fe3+、 Al 3+完全沉淀， pH 必须大于或等于4.7 ，2+小于或等于7.1 ，所以答案为 4.7pH7.1Mn 不沉淀， pH2+2 2MnO(OH) 2H 2 2被还原为H2O，离子方程式为（4） Mn 在碱性下被H O 氧化生成，O2+-2 +H22 沉淀完全时pH 已达 9.8 ，该条件下，2+2 2MgMn +H O +2OH =MnO(OH)O 。 MnO(OH)已经沉淀，故还有 Mg（ OH） 2 沉淀生成，故过滤3 所得滤渣中含有MnO(OH) 2 和 Mg（ OH）2。（5）温度过高，氨水挥发加剧，溶液中
12、氨水浓度减小，导致Mg（ OH） 2 产率降低。点睛：解答化学工艺流程题目，可按以下步骤进行：粗读试题，尽量弄懂流程图。对照原料和产品，明确核心反应和除杂任务。明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物( 投料 ) ，箭头出去的是生成物( 产物、副产物 ) ，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。图中一般会出现陌生知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。带着问题去精心研究某一步或某一个物质。注意化学语言的规范性。3 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
13、的反应不在溶液中进行(E 可能与A、B 两种物质中的某种相同)。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
14、是 _ 。【答案】+-Al(OH)3Al3+-H +H2O+AlO2+3OH+2-2c(Na )+c(H )=2c(S )+c(HS)+c(OH )Mg(OH)【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，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；(3)若 C 是一种气体， D 是一种强酸， C 应为 NO2，则 D 为 HNO3 ，E 为 NO，结合物质的性质解答
15、该题；(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 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
16、和碱式电离，电离方程式为：H+ +H2O+AlO2-Al(OH)3Al3+3OH-；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
17、气体 E 为 NH3， A 为 Mg ， B 为氮气，生成的C 为 Mg2N3， Mg2N3 溶于水发生双水解，生成氨气和氢氧化镁，故D 为 Mg(OH)2。4 A、 B、 C、 X 均为中学化学常见物质，它们之间有如下转化关系( 副产物已略去 ) 。（1） X 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则A 不是 _( 填序号 ) 。a Cb Nac Ald S若 C 是红棕色气体，则 A 可能是 _或 _。（2）若 X是一种温室气体，单质A 被誉为国防金属，则反应的化学方程式为_ 。（3）若 X为苛性碱， A 是具有臭鸡蛋性气味的气体，则反应的离子方程式为_ 。【答案】 c N232- 2-2N
18、H2Mg+CO2MgO+C HS+OH =S +H O【解析】【分析】当 X 为氧气时，符合此转化关系的变化有：C（ CH ） CO CO、 N（ NH ） NO NO 、 S（ H S） SO SO、Na Na O Na O 等；42232223222当 X 为二氧化碳 、 A 为 Mg 时，则有如下转化关系：MgCCO ；当 X 为 NaOH、 A 为 H2S气体时，有如下转化：-2-H2S HSS ，据此分析解答 。【详解】（1） X 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则X 为 O2， a.当 A 为 C 时，可发生如下转化： CCOCO2A 为 Na 时，可发生如下转化：22 2；
19、b.当Na Na O Na O ； c.当 A 为铝时，不能实现上述转化关系；d.当 A 为 S时，可发生如下转化： SSO23 SO；若 C 是红棕色气体，则 C 为 NO2，转化关系可以是：NH3 NO NO2 或 N2 NO NO2，综上所述，答案为：c； N2 或 NH3；（2） X 是一种温室气体，则X 为二氧化碳；单质A 被誉为国防金属，则A 为金属 Mg ，反应为镁在二氧化碳中燃烧的反应，反应方程式为：2Mg+CO22MgO+C，故答案为2Mg+CO2MgO+C；2（3） X 为苛性碱，则 X 为 NaOH； A 是具有臭鸡蛋性气味的气体，则A 为 H2S，所以转化关系为： H2
20、S NaHS Na2S，反应的离子方程式为HS-+OH-=S2- +H2O，故答案为 HS-+OH-=S2-+H2O。【点睛】本题主要考查了物质间的转化规律，符合题给连续转化关系的物质间的转化有多种情况，一是氧化还原反应类型，如含 C、 N、 S、 Fe 等元素的单质及化合物之间的转化；二是复分解反应类型 ，如碱 正盐 酸式盐、正盐 酸式盐 新盐和铝三角之间的相互转化等。5A 为常见金属， D、 E 为常见非金属单质，D 为黑色固体， E 是常温下密度最小的气体，B、 F 是同种非金属化合物气体，A 与氧气转化为C 的过程中发出耀眼的白光，AF之间的转化关系如图：按要求完成下列各题：（1）写出
21、A 与F 的化学式：A_F_（2）下列物质中有一种与B 物质不属于同一类，其他与B 均属于同一类，这一物质是_A P2O5 BNO C Na2O D SiO2（3） D 高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成E 和F 时，所得气体的平均相对分子质量是_g/mol（ 4）写出反应 的方程式： _【答案】 (1)Mg CO(2)C(3)15(4) 2Mg+CO22MgO+C【解析】【分析】A 为常见金属 ,A 与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光 , 则 A 为镁 ,E 为常见非金属单质,E 是常温下密度最小的气体, 则 E 为氢气 ,D 常见非金属单质 , 且 D 为黑色固体 , 则 D为碳,B 、
22、 F 是气体 , 结合题中各物质的转化关系可以知道,B 为二氧化碳 ,C 为氧化镁 ,F 为一氧化碳 , 据此答题。【详解】A 为常见金属 ,A 与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光 , 则 A 为镁 ,E 为常见非金属单质,E 是常温下密度最小的气体, 则 E 为氢气 ,D 常见非金属单质 , 且 D 为黑色固体 , 则 D为碳,B 、 F 是气体 , 结合题中各物质的转化关系可以知道,B 为二氧化碳 ,C 为氧化镁 ,F 为一氧化碳 ,(1) 根据上面的分析可以知道 ,A 为 Mg,F 为 CO,因此，本题正确答案是:Mg，CO；(2) B 为二氧化碳 , 属于非金属氧化物， NO、 P2
23、O5、 SiO2 也都是非金属氧化物 , 与 CO2同一类； Na2O是金属氧化物，也是碱性氧化物 , 与 CO2 既是非金属氧化物，也是酸性氧化物，所以氧化钠与二氧化碳不同类；综上所述，本题正确选项 C；(3)C高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成CO和H2 时 ,CO 和 H2 的物质的量之比等于1:1,所以所得气体的平均摩尔质量(28 1+21)/2=15g/mol，相对分子质量为15；因此，本题正确答案是:15；(4)镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的方程式：2Mg+CO2MgO+C；因此，本题正确答案是: 2Mg+CO22MgO+C；6A、 B、 C、 D 分别是 HCl、FeCl
24、3、MgCl2、 AlCl3 溶液中的一种，某实验小组用另一种溶液X 与它们进行了如图所示的实验，试推断A、B、 C、 D、X 分别为：A： _B： _C： _D： _X： _【答案】 HClMgCl2FeCl3AlCl3NaOH【解析】【分析】Mg(OH)2、Al(OH)3、 Fe(OH)3 都不溶于水， Mg(OH) 2、 Fe(OH)3 都是弱碱，只溶于强酸溶液。 Al(OH)3 是两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱溶液中。【详解】X+过量 C红褐色沉淀 Fe(OH)3 ，则 C 为 FeCl3， X 含 OH-，可为 NaOH 等； X+过量 A 无现象，则 A 为 HCl；X+过量 B
25、白色沉淀 溶于 A（ HCl）、不溶于 X（ OH-），则白色沉淀为Mg(OH)2，B 为 MgCl2； X+过量 D白色沉淀 溶于 A（ HCl）、溶于 X（ OH-） ，则白色沉淀为 Al(OH)3， D 为 AlCl3。7A、 B、 C 是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去 )：(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
26、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 2Na+O2Na2O2 1:1 CO2 2CO+O点燃2CO2 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 Na2O2 ，方程式为2Na+O2Na2O2；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
27、中只有一种溶质即为NaAlO2，发生的反应为Na+Al+2H2O=2NaAlO2+2H2，根据方程式可知金属Na 与金属 Al 的物质的量之比为1:1；(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，方程式为点燃2CO+O22CO2；金属镁可在CO2 中燃烧时CO2 被还原成C 单质，且还原剂唯一，所以当有 1 mol CO2 参与反应时转移电子的物质的量为4mol 。8将 3.9g的镁铝合金粉末放于过量的盐酸中，产生的气体体积在标况下是4.48L。请计算：(1)合金中镁的质量分数；(2)合金中镁铝的物质的量之比。【答案】 (1)30.77%
28、(2)n(Mg) n(Al) 1 2【解析】设合金中镁的物质的量为x，铝的物质的量为y，则：Mg + 2HCl =MgCl2 + H2122.4x22.4x2Al +6HCl =2AlCl +3 H 322322.4y33.6y24x + 27y=3.922.4x+ 33.6y=4.48解得 x=0.05mol ， y=0.1mol ；（1）合金中镁的质量分数=0.05 24 100% =30.77%；3.9（ 2） )n(Mg) n(Al) 0.05mol : 0.1mol =1 2。9 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
29、Al332、 Fe、 Mg、 NH、 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 3H2OAl32、 ClSiO3CO33 3H =Al、 Mg、 NH4NH4OH =NH3H2O【解析】分析 ： (1) 无色溶液中不会含有Fe3 ，加入盐酸后能形
30、成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者，-2-能溶于过量盐酸中而后者不能由图象知溶液中肯定含有AlO23。、 SiOoa 段发生反应的离子为-、 SiO32-2,bc 段则是 Al(OH)3 溶解 。AlO2， ab 段为 CO3(2) 当向溶液中加入 NaOH 时，生成的沉淀为Mg(OH)23,ab4与 OH 之间发、 Al(OH)段是 NH生反应 ，因 Al3、 Mg2 不能与 CO 22-、 AlO 共存，故此时溶液中阴离子只有。3、SiO3Cl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)
31、、 H SiO ，前者能溶于过量盐酸中而后者不能AlO32-；则 oa 段发生反应的离子为2-32-； ab 段发生的反应沉淀的量不变, 所以 ab、SiOAlO、 SiO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 3H2O。因此，本题正确答案是： SiO32-、 AlO32 3 Al32； CO； Al(OH) 3H3HO；(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CO3232-、 SiO、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2O，即溶液中含；当 bc 段: NH4OH NH3HNH4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-