1、高考化学推断题综合题专题复习【镁及其化合物】专题解析(1)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 短周期元素形成的物质A B CDEA与物质B、 、 、 ，它们的转化关系如下图所示，物质之间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
9、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 是 _ 。【答案】+-Al(OH)3Al3+-H +H2O+AlO2+3OHc(Na+)+c(H+)=2c(S2- )+c(HS-)+c(OH-)Mg(OH)2【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
10、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
11、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，
12、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。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
13、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 _ 。2+2+【答案】 CO2 Fe+Cu =Fe +Cu SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O【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
14、 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 NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2 O。4 已知 A、 B、 C 为常见的单质，在一定条件下相互转化的关系如图：（1）若常温下，A、B 均为气体， C 为红色固体， E 为黑色固体，则E 的化学式为_，写出 A+ED的化学反应方程式_ 。（2）若常
15、温下B、 C均为气体， A 为金属单质，D为黑色晶体，则E 的电子式为_ ，写出 A+ED的化学反应方程式_ 。（3）若常温下B 为气体， C为黑色固体，则构成金属A 的原子结构示意图为_，写出 A+ED的化学反应方程式_ 。【答案】CuO CuO+H2Cu+H2O3Fe+4H2OFe3O4+4H22Mg+CO2MgO+C【解析】【详解】（ 1）若常温下， A、B 均为气体， C 为红色固体， E 为黑色固体，则 A-E 分别为氢气、氧气、铜、水、氧化铜，氢气与氧化铜加热时反应生成铜和水；（ 2）若常温下 B、 C均为气体， A 为金属单质， D为黑色晶体，则 A-E 分别为铁、氧气、氢气、四
16、氧化三铁、水；铁与水蒸气加热时反应生成四氧化三铁和氢气；（ 3）若常温下 B 为气体， C为黑色固体，则 A-E 分别为 Mg、氧气、 C、 MgO、二氧化碳，镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳；5 在一定条件下，单质B、 C、 D、 E 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； 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 _。
17、(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-+Al3+6H2O=Al(OH)3；(5)铁在高温下和水蒸气反应产生Fe O和 H ，在该反应中Fe 失去电子变为Fe O ， H O 中342342的 H 得到电子变为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
18、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 MgCl23，逐滴加入 NaOH 溶液直至过量。经测定，加入的 NaOH和 AlCl 的混合溶液中的物质的量 (mol) 和所得沉淀的物质的量(mol) 的关系如下图所示。（1）写出代表下列线段发生的反应的离子方程式：DC 段 _ 。（ 2）原溶液中 Mg 2 、 Al3 的物质的量之比为 _。（3）图中 B 点时所加入溶液中含NaOH 为 _mol-1的 AlCl溶液中加入 100 mL KOH溶液，充分反应后得到3.12g 沉（4）若向 50 mL 2 mol L3淀。则 KOH的物质的量浓度
19、可能为_ 。【答案】=AlO211Al(OH)3 OH2H2O 2 1 0.8 mol 1.2 mol L、 3.6 mol L 【解析】试题分析：本题考查与Al（ OH） 3 有关的图像的计算， Al3+与强碱反应的计算 。 在MgCl和 AlCl 的混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液，图像中OD 段发生的反应为23MgCl2+2NaOH=Mg（ OH） 2+2NaCl、 AlCl3+3NaOH=Al（ OH） 3 +3NaCl； Mg （ OH） 2 不溶于 NaOH 溶液， Al（OH）3 溶于 NaOH 溶液， DC 段发生的反应为Al（ OH） 3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
20、（1） DC 段为 Al（OH）3 溶于 NaOH 生成 NaAlO2 和 H2O，反应的离子方程式为-+2H2O。Al（ OH） 3+OH =AlO2（2）根据纵坐标， Mg （OH）2 物质的量为0.2mol ， n（ Mg2+23物质的量为 0.3mol-0.2mol=0.1mol，） =nMg （ OH） =0.2mol， Al（ OH）3+3，原溶液中Mg2+、Al3+物质的量之比为n（ Al ） =nAl（ OH） =0.1mol0.2mol ： 0.1mol=2:1 。（ 3 ） 根 据 反 应 Mg 2+2OH-=Mg （ OH ） 2 ， Mg2+ 消 耗 的 NaOH 物
21、质 的 量 为0.2mol 2=0.4mol ； B 点时 Al3+-Al3+-+2H2O，到 B 点完全转化为AlO2 ，根据反应+4OH =AlO2时 Al3+消耗的 NaOH 物质的量为 0.1mol4=0.4mol ；图中 B 点所加溶液中含NaOH 物质的量为 0.4mol+0.4mol=0.8mol 。（4） n（ AlCl3） =2mol/L0.05L=0.1mol ， nAl（ OH） 3=3.12g=0.04mol 0.1mol。可能78g / mol存在两种情况，若加入的KOH溶液较少使部分 AlCl3 反应生成 Al（ OH） 3 沉淀，根据反应AlCl +3KOH=3K
22、Cl+Al（ OH） ，消耗的 KOH物质的量 n （KOH） = 3nAl（ OH） =33330.04mol=0.12mol ， c（KOH） = 0.12mol =1.2mol/L ；若加入的KOH使 AlCl3 完全沉淀，0.1LKOH又溶解了部分 Al（ OH） 3 ，AlCl3 完全沉淀消耗 KOH物质的量为 0.1mol 3=0.3mol ，生成 Al（ OH） 3 沉淀的最大值为 0.1mol ，则溶解的 Al（ OH） 3 物质的量为 0.1mol-0.04mol=0.06mol ，根据反应 Al（ OH） 3+KOH=KAlO2+2H2O，溶解 Al（ OH） 3 消耗的
23、KOH物质的量为 0.06mol ，加入的 KOH物质的量为 0.3mol+0.06mol=0.36mol ， c（ KOH）= 0.36mol =3.6mol/L ； KOH物质的量浓度可能为1.2mol/L 或 3.6mol/L 。0.1L7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） 1.0mol/L （ 3） 5.
24、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，则c（ H2SO4） =（
25、 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 某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.（提示：镁、铝均与酸反应，铝还能和碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。（1） A 中试剂为 _.（填 “NaOH溶液 ”或 “稀盐酸 ”）（2）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有： 记录C 的液面位置； 将 B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重； 待 B 中不再有气体产生并恢复
26、至室温； 由 A 向 B 中滴加足量试剂； 检查气密性； 调整橡胶软管使D 和 C的液面相平。上述操作的顺序是 _；（填序号）（3） B 中发生反应的离子方程式为_（4）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_.（填“” “” “”偏大 、 偏小 、 不受影响 ）（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml （已换算为标准状况），B 中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 _.（用含 a、 b、 c 的代数式表示）【答案】 NaOH 溶液2Al+2OH-2 偏小22+2H O=2AlO+3H33600（ a c）b【解析】【分析】(1)Mg 、 Al
27、 均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al 可以和碱反应而不和Mg 反应，则可以用NaOH 与 Al 反应制得 H2，然后用排水法收集H2 ，以计算 Al 的量；(2)整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录 C 中的液面，两者相减即为产生H2 的量；最后称得的固体即为Mg 的质量在读数时要注意 D、 C 液面相平，否则气体将受压，造成读数不准；(3)B 中发生的是Al 与碱的反应；(4)未洗涤，则造成(a-c)变小，再分析判断；(5)(a-c)即为铝的质量，再除以Al 的物质的量即为铝的摩尔质量，而n(Al)可以由产生的H2获得。【详解】(1)根据
28、铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱(如 NaOH 溶液 )反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH 溶液；(2)实验时首先要检查气密性，记下量气管中C 的液面位置，再加入 NaOH 溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，调整橡胶软管使D 和 C 的液面相平，再记录量气管中C 的液面位置，最后将B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；故答案为；(3)B 管中铝与 NaOH 溶液的反应生成 NaAlO2 和 H2 ，离子反应方程式为 2Al+2OH-+2H O=2AlO +3H ；222acc 值偏(4)铝的质量分数为： 100%，实验过程中，若未洗
29、涤过滤所得的不溶物，a大，铝的质量分数偏小；(5)铝镁合金的质量为a g， B 中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为(a-c)g，设铝的相对原子质量为M ，则：2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H 2222M3 22400ml(a-c)gbml解之得： M= 33600a c。b9 镁的化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：(1) 单质镁在空气中燃烧的主要产物是_，还生成少量的 _( 填化学式 ) 。(2) 物质的量为 0.10mol 的镁条在只含有 CO2和 O2 混合气体的容器中燃烧 ( 产物不含碳酸镁) ，反应后容器内固体物质的质量不可能为_A 3.2g
30、B 4.0gC 4.2gD 4.6g(3) 镁作为一种强还原剂，还用于钛和铀的生产，写出镁与TiCl 4 在高温条件下制取钛的化学方程式 _。(4) 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。MgCu 是一种2储氢合金。 350时， Mg2Cu 与 H2反应，生成 MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物( 其中氢的质量分数为22_。0.077) ， MgCu 与 H 反应的化学方程式为(5)CH 3MgCl 是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是_，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式_ 。高温【答案】 MgOMg3N2 D TiCl 4 +
31、2Mg2MgCl 2 +Ti2Mg 2Cu+3H 2350MgCu 2 +3MgH 2 2 价2CH3 MgCl2H2O=Mg(OH)2 2CH4MgCl2【解析】【分析】(1) 镁在空气中燃烧，不仅和氧气反应还和氮气反应；(2) 金属 Mg 在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧，固体的质量包括未反应镁的质量、生成的碳的质量和生成的氧化镁的质量，采用极限讨论法，若镁全部与二氧化碳反应生成固体量最大，假设镁没有反应，则固体量最少，计算出固体的范围，然后对各选项进行判断；(3)镁与 TiCl4 在高温条件生成钛和氯化镁；(4) 令金属氢化物为RH ，金属 R 的相对分子质量为a，则x=0.077，即 923x=77a， X 为xa+x金属的化合价，讨论可得x=2， a=24，故该金属
