1、高考化学压轴题专题复习镁及其化合物的推断题综合含答案解析一、镁及其化合物1 卤块的主要成分是 MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和 Mn 2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。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，填写空白：表 1 生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)2.73.73Fe(OH)7.69.62Mn(OH) 28.39.8Mg(OH)29.611.1Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以，常将它氧化为Fe3+，生成 Fe(OH)3 沉淀除去表 2 原料价格表物质价格 / （元吨 -
2、1 ）漂液（含 25.2%NaClO）450双氧水（含 30%H2O2）2400烧碱（含 98%NaOH）2100纯碱（含 99.5%Na2CO3）600（1）在步骤中加入的试剂X，最佳的选择是_，其作用是_；（ 2）在步骤中加入的试剂应是 _ ；之所以要控制 pH=9.8，其目的是 _ 。（3）在步骤中加入的试剂Z 应是 _；（4）在步骤中发生反应的化学方程式是_ 。【答案】漂液 (或 NaClO)将 Fe2+氧化为 Fe3+烧碱 (或 NaOH) 使 Fe3+、 Mn 2+沉淀完全，又尽量减少 Mg 2+的损失纯碱 (或 Na2 CO3) MgCO3+H2 OMg(OH)2 +CO2【解析
3、】【分析】为除去 Fe2+，先将 Fe2+氧化成 Fe3+，然后加入NaOH 调节 pH 为 9.8，然后在滤液中加入纯碱将 Mg2+从溶液中以MgCO3 沉淀出来，然后加热煮沸可得到Mg(OH)2，灼烧后得到MgO。【详解】(1)步骤是为了将Fe2+氧化成 Fe3+，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 H222 2O 都可采用，但对比表 2 提供的原料价格可以看出，漂液比H O 的价格低得多，所以选漂液最合理；(2)步骤的目的在于使除Mg 2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便通过过滤而除去，应加入NaOH，如加入纯碱，不能达到较高的PH，且易生
4、成碳酸镁沉淀，分析表 1 提供的数据：除去杂质离子合理的pH 范围是 3.7 pH 9.8，在此范围内，如果 pH 过高，就会有大量的Mg2+生成 Mg(OH)2而进入沉淀中，从而导致生产成本的提高为了兼顾产品质量和生产成本，选择pH=9.8 最合理，当然此时Mg 2+也会部分生成 Mg(OH)2 沉淀，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，以此保证产品的纯度值得；(3)步骤的目的是将Mg 2+从溶液中沉淀出来从MgCl2 制得 MgO，有两种可行的方法，一种是向溶液中加入烧碱，另一种方法是向溶液中加入纯碱，此处选用后一种方法更合理一方面，加烧碱生成的中间产物Mg(OH)2 是
5、胶状沉淀，会造成过滤困难，更重要的是反应过程中不能进行轻化处理，只能得到重质氧化镁；加纯碱生成的中间产物MgCO3 呈粗颗粒状，易过滤， MgCO3 在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2，由于 CO2 气体的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁另一方面，对比表2 中烧碱和纯碱的价格可以看出，纯碱比烧碱价格低得多，采用纯碱路线既合理又经济；(4)步骤中反应的化学方程式为：MgCO3 +H2 OMg(OH)2 +CO2。2 有关物质的转化关系如下图所示（部分物质和条件已略去）。A 是金属单质，D 是非金属单质， B、 F 是气体且B 无色无味， G是最常见的无色液体。请回答下
6、列问题：(1)C 的化学式为： _。(2)B 的电子式为： _。(3)写出的离子方程式：_。(4)写出的化学方程式，并用“单线桥”标出电子转移的方向和数目_ 。【答案】 MgOH2O+3NO2= 2H+-+2NO3+NO【解析】A是金属单质在无色气体B中燃烧生成非金属单质D，则 A是Mg 、 B是 CO2、 C是 MgO、 D是 C；碳可以和浓硫酸、浓硝酸在加热条件下反应生成CO2，结合 F与水化合能生成E，可知 E为浓硝酸， F为 NO2；(1)C的化学式为 MgO；(2)CO2是共价化合物，其的子式为；(3)NO2溶解于水生成硝酸和NO的离子方程式为H2O+3NO2= 2H+2NO3-+N
7、O；(4)碳与浓硝酸反应生成CO2的反应是氧化还原反应，其反应化学方程式及电子转移的方向和数目为。点睛：此类题的解答一般有以下步骤：思维起点的选择：思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度，推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件（包括文字叙述或某个变化过程）；思维过程的展开：解题者在确定思维起点的基础上，利用题目所给信息，结合已有的化学知识和解题经验，不断地缩小问题状态与目标状态的距离；思维过程的检验：将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合题中条件；金属在无色气体中燃烧生成非金属单质这一特殊反应现象，及时与 Mg在二氧化碳中燃烧建立联系，展开思维的空间，寻找目标答案。3X、Y
8、、 Z 为三种常见的单质，Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B 为常见的化合物。它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下每空中填入一种即可）。（ 1）当 X、 Y 均为金属时， X 的化学式为 _， Z 为 _（填名称）。（2）当 X 为非金属且为气体， Y 为金属且为紫红色时，X 的化学式为 _，A 的化学式为 _。（3）当 X 为金属、 Y 为非金属且为固体时，X 与 A 反应的化学方程式为_ 。（4）当 X、 Y 均为非金属固体时， X 与 A 反应的化学方程式为_ 。【答案】 Al 氧气 H2CuO 2Mg+CO2MgO+C2Si+2COSiO+
9、2C【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，应为 O2， X+A Y+B的反应为置换反应， X、 Y 为单质， A、 B 为氧化物，据此答题。【详解】（1）当 X、 Y 均为金属时，此反应应为铝热反应，则X 为 Al， Z 为氧气，答案应为：Al、氧气；（ 2）当 X 为非金属且为气体， Y 为金属且为紫红色时， Y 为 Cu，则 X 应为 H2，答案应为： H2、 CuO；（3）当 X 为金属、 Y 为非金属且为固体时， X 应为 Mg， Y应为 C，该反应应是 Mg 和 CO2的反应，反应的方程式为2Mg+CO22MgO+C；（4）当 X、 Y 均为非金属固体时， X 应为 C
10、， Y 应为 Si，该反应应是C 和 SiO2 的反应，反应的方程式为 SiO2+2CSi+2CO。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 是合物乙是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(2)若X 是Mg ，Y 是C， Z 是 O2，化合物甲是一种不可燃气体，则化合物甲是_ ，化合物乙是 _ 。【答案】 H2SH2OCO2MgO【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 O2， Y 是 S， Z 是 H2，化合物甲是一种可燃性气体，则
11、硫在氢气反应生成H2 S，H2S 与氧气的反应生成H2O 和 S，则化合物甲为H2S，化合物乙为H2O，故答案为H2S；H2O；(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，
12、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点燃O22 21:1224 mol。2Na+ONa OCO 2CO+O2CO【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 Na O ， B 为 Na O； Na 在氧气中燃222烧
13、生成 Na2 222 2O ，方程式为 2Na+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+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 。6 将 5.1g 镁铝合金溶于 600mL0
14、.5molL 1H2SO4 溶液中，完全溶解后再加入1.0mol L1 的NaOH 溶液，得到沉淀的质量为13.6g，继续滴加 NaOH 溶液时则沉淀会减少。（1）当加入 _mLNaOH 溶液时，可使溶解在硫酸中的Mg 2和 Al 3恰好完全沉淀。（2）计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。（列出算式）_【答案】 600 5.6L【解析】【分析】固体完全溶解，生成 MgSO 4 和 Al 2 (SO4)3，依据极值法分析，可确定硫酸有剩余。加入NaOH 后，首先与过量的硫酸反应，然后才与MgSO4和 Al (SO )反应。当 MgSO4和243Al 2 (SO4)3 刚好完全反应时
15、，生成Mg(OH) 2、Al(OH) 3、Na 2SO4。（1）溶解在硫酸中的 Mg 2 和 Al 3 恰好完全沉淀时，溶液中的溶质为Na24SO ，由此可得出 10.6mol。n(NaOH)=2 n(H 2SO4)=20.600L0.5mol L =0.6mol ， V(NaOH)=1mol/L（2） Mg 、 Al 在反应过程中，存在下列关系式：Mg H Mg(OH)2- ，2Al 3H22OH22Al(OH)36OH-，综合分析两关系式，可得出H2 2OH-。通过沉淀与金属的质量相减，便可求出 m(OH-)，由此可求出生成H2 的体积。【详解】（1）溶解在硫酸中的 Mg 2 和 Al 3
16、 恰好完全沉淀时，溶液中的溶质为Na24SO ，由此可得出24 10.6mol=0.6L=600mL。答案n(NaOH)=2 n(H SO )=20.600L0.5mol L =0.6mol ， V(NaOH)=1mol/L为： 600；（2） Mg 、 Al 在反应过程中，存在下列关系式：Mg H22- ，2Al 3H2 Mg(OH) 2OH36OH-，综合分析两关系式，可得出H2-。2Al(OH) 2OH8.5g1m(OH-)=13.6g-5.1g=8.5g ，n(OH-)=17g/mol 0.5mol ， n(H2)=2n(OH-)=0.25mol ，V(H2)= 0.25mol 22.
17、4L/mol=5.6L 。答案为： 5.6L。【点睛】在利用 n(OH-)计算 n(H2)时，我们易犯的错误，是利用（ 1）中计算出的 0.6mol 进行计算。因为 0.6mol 并不是单纯用于与金属离子反应生成沉淀，而是有一部分用于中和过量硫酸，所以此数据不能使用。7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 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） 1.0m
18、ol/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 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，
19、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8 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、 Na2O 和 Na2 CO3 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，随关随停，上图虚线方框内应选用_装置 (填下图字母代号)，如何检验所选装置的气密性_。（2）装置 2 中所盛试剂为 _。A NaOH 溶液 B饱和 NaHCO3 溶液C饱和 N
20、a2CO3 溶液 D饱和 NaCl 溶液（3）检测装置的气密性完好并装好药品后，在点燃酒精灯前应先进行装置1 中的反应操作，待观察到 _现象时，再点燃酒精灯，这步操作的目的是_。（4）由实验现象和进一步的探究得出反应机理。A装置 6 中有黑色沉淀生成；B取反应后直玻管中的固体物质23.0g 溶于足量的水中，无气泡产生且得到澄清的溶液；将溶液加水稀释配成250 mL 的溶液；C取 25.00ml 步骤 B 的溶液，滴加足量 BaCl 溶液，将生成的白色沉淀过滤、洗涤、干2燥，称量得固体质量为1.97g。步骤 C 中不溶物干燥前必须经过洗涤，如何检验该沉淀是否洗涤干净_。该探究得出钠与二氧化碳反应
21、的化学方程式为_ 。【答案】 C 关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好 B 装置 5 中出现大量混浊排尽装置中的空气取最后一次洗涤液加入稀 H2 4，SO不出现浑浊说明沉淀洗涤干净6Na+4CO22Na2O+Na-2CO3+3CO【解析】【详解】（ 1） C 装置是采用固液分开的设计，打开弹簧夹液体加入反应开始，关闭弹簧夹反应产生气体的压强使固液分开反应停止；检验有多个出口的实验装置的气密性，一般只保留一个封住其它出口进行实验，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，一定时间后静置液面保持不动，说明气密性良好；（2）装置 C 是用石灰石或大理石与盐酸反应产生二氧化碳，
22、会混有HCl 杂质，故2 用饱和NaHCO3 溶液来除去HCl 同时转化为二氧化碳；（ 3） CO 易燃，混有空气可能会发生爆炸，反应前需先同二氧化碳除去装置中的空气，当观察到 5 中石灰水变浑浊时认为装置中充满二氧化碳，空气排尽；（ 4）检验洗涤是否干净，一般是要取最后次的洗涤液，进行检验可能存在的杂质离子，鉴于洗涤液中离子浓度较低，一般检验比较容易出现现象的离子如硫酸根离子、氯离子等；根据实验现象知产物物碳单质，无钠剩余，根据碳酸钡的质量计算出n(Na-2CO3)= n(BaCO3)=1.97 197 10=0.1molm(Na-2CO3)= 0.1106=10.6g所以固体中含有氧化钠n
23、(Na-2O)=（ 23.010.6） 根据氧化还原反应原理，反应中碳元素化合价下降为62=0.2mol+2 价 CO，方程式为6Na+4CO22Na2O+Na-2CO3+3CO9 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 V =160mL 时，则金属粉末中m(Al)=_mol 。1（2） V V 段发生反应的离子方程式为_ 。23（3）若在滴加 NaOH 溶液的过程中，欲使Mg2+、 Al3+
24、刚好沉淀完全，则加入NaOH 溶液的体积 V(NaOH)=_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)3-2-2+OH =AlO+2H O 400 0.6 a1【解析】 （1）当 V123+离子守=160mL时，此时溶液是 MgCl 、AlCl 和 NaCl 的混合液，由 Na恒可知， n（ NaCl） =n（ Na+） =n（ NaOH）=0.16L 2mol/L
25、=0.32mol。200mL 4mol?L -1 的盐酸溶液中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xmol 、 AlCl3为 ymol ，则：根据Mg 原子、 Al 原子守恒有： x+y=0.2，根据 Cl-离子守恒有：2x+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+
26、、 Al3+恰好沉淀完全时，此时溶液是NaCl 溶液，根据Cl-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
27、（ NaOH） 2n（ Na2SO4） +n（ NaAlO2），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。10 镁合金是重要的民用和航空材料，镁作为一种强还原剂，还用于钛、镀和铀的生产，氯酸镁 Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等。（ 1）氧化镁的电子式为 _。（ 2）写出镁与 TiC
28、l4 在高温条件下制取钛的化学方程式_。（ 3）从海水中提取金属镁用到的主要化学药品有_。（ 4）某研究小组同学在实验室用卣块制备少量Mg(ClO3)26H2O，其流程如下：已知： I 卤块主要成分为 Mg Cl2242等杂质。 可选用的试剂：2 26H O，含有 MgSO、FeClH O ,稀硫酸、 KMnO4 溶液、 MgCl2 溶液、 MgO。 加入 BaCl2 溶液的目的是_。 步骤 X 中需将 Fe2 转化为 Fe3 ，所选的试剂为_。 Mg(ClO 3)2 加入到含有 KSCN的 FeSO4 酸性溶液中立即出现红色，写出相关反应的离子方程式： _ 【答案】（ 1）（ 2 分）（2）
29、 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2（ 2 分）（3）石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸（2 分）（4） 沉淀 SO42 （或除去 SO42）（ 1分）H 2O2（ 1 分） ClO32+3+-23+-3+6Fe +6H =6Fe +Cl+3H O（2 分）、 Fe+SCNFe(SCN)(不写不扣分 )【解析】试题分析：（ 1） )氧化镁是离子化合物，其电子式为；（2）镁与 TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式为：2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2；（3）从海水中提取金属镁的流程：所以用到的主要化学药品有：石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸；（4） 根据题给流程知，加入BaCl2 溶液的目的是沉淀SO42（或除去 SO42 ）； 步骤X 中需将 Fe2 转化为 Fe3 ，不引入新的杂质，所选的试剂为H2O2； Mg(ClO 3)2 加入到含有 KSCN的 FeSO酸性溶液中立即出现红色，相关反应的离子方程式：4ClO32+3+-3+-+6Fe +6H =6Fe +Cl +3H2O、 Fe +SCNFe(SCN)3。考点：考查电子式、化学方程式的书写，化学工艺流程
