1、高考化学压轴题专题复习镁及其化合物的推断题综合及详细答案一、镁及其化合物1X、Y、 Z、 W 是常见的几种元素，其相关信息如表：元素相关信息X原子核外有3 个电子层，最外层比次外层少1 个电子Y食盐中添加少量Y 的一种化合物预防Y 元素缺乏ZZ 与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂WW 的一种核素质量数为24，中子数为12（1）元素 X 在海水中含量非常高，海水中含X 元素的主要化合物是_。工业上制取X单质的化学方程式为_。（ 2）设计实验证明某水溶液中存在Y 单质 _。（ 3） Z 的元素符号为 _，其原子结构示意图为 _。（4） W 与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为_。【答案
2、】NaCl2NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH取该溶液少许于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则有I2Na3 2Mg N【解析】【分析】X、 Y、 Z、 W 是常见的几种元素，X 的原子核外有 3 个电子层，最外层比次外层少1 个电子，可知最外层电子数为7，X 为 Cl；食盐中添加少量Y的一种化合物预防 Y 元素缺乏， Y为 I； Z 与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂，Z 为 Na； W 的一种核素质量数为24，中子数为 12， W 的质子数为12， W 为 Mg ，以此来解答。【详解】由上述分析可知， X 为 Cl、 Y 为 I、 Z 为 Na、 W 为 Mg 。（1）
3、元素 X 在海水中含量非常高，海水中含X 元素的主要化合物是NaCl，工业上制取 X单质的化学方程式为 2NaCl+2H222OCl +H +2NaOH。（ 2）设计实验证明某水溶液中存在 Y 单质的方法为取该溶液少许于试管中，滴加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则有 I2；（3） Z 的元素符号为Na，其原子结构示意图为；（4）空气中含量最高的气体为氮气，则W 与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为Mg3N2。2X、Y、 Z 三种物质有如下转化关系：(1)根据上述转化关系，写出下列物质的化学式： X_、 Y_、Z_试剂甲 _，试剂乙 _(2)写出上述 步反应的离子方程式：_； _ ； _【答案】
4、 MgSOMg(OH)MgClBaClAgNO+2+-=AgCl2Mg(OH) +2H =Mg +2HO Ag +Cl423222+244 -Ba +SO =BaSO【解析】【分析】【详解】(1)X 和硝酸钡反应生成硝酸镁，则X 应为 MgSO4，加入 NaOH反应生成 Mg(OH)2, 与盐酸反应生成 MgCl ，则 Y 为 Mg(OH) ， Z 为 MgCl ， MgSO可与 BaCl反应生成 MgCl ，则甲为 BaCl ，2224222MgCl2 与 AgNO3反应生成硝酸镁，则乙为AgNO3，故答案为 MgSO； Mg(OH) ； MgCl ； BaCl ； AgNO；42223(2
5、) 为 Mg(OH)2 和盐酸的反应 , 反应的离子方程式为+2+Mg(OH)2+2H =Mg +2H2O，为 MgCl2 和 AgNO3的反应 , 反应的离子方程式为Ag+Cl - =AgCl，为 MgSO和 BaCl的反应 , 反应的离子方程式为2+2-=BaSO，Ba +SO4244+2+-=AgCl、 Ba2+2-=BaSO。故答案为 Mg(OH) 2+2H =Mg +2H2O、 Ag +Cl+SO443 由短周期元素组成的A、 B、 C、D、 E、 F 六种微粒，其中只有C、D 是分子，其余四种均为阳离子或阴离子，且每个微粒中都含有10 个电子。已知A、E 是由非金属元素组成的阳离子
6、，六种微粒间有下列关系：A +B-C+D， B-+E =2D；通常情况下，C 是一种无色刺激性气味的气体，且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；向含 F 离子的溶液中加入C 的水溶液，可生成白色沉淀W，C 溶液过量沉淀也不消失。再加入含大量B 离子或大量E 离子的溶液时，沉淀W 在其中一种情况下溶解，另一种情况下不溶解。请回答下列问题：(1)微粒 A 的名称及化学式分别为_、 _。(2)C 的水溶液中存在的分子总数至少有_种。(3)写出微粒 F 与过量 C 的水溶液反应的离子方程式：_ 。(4)向含有 0.1mol F 离子的 50mL 溶液中，加入含1.5mol/L B 离子的 200mL 强碱溶液
7、，结果有白色沉淀产生，再向该混合物中加入含1mol/L E 离子的强酸溶液，若要使沉淀恰好溶解，则最后加入的溶液的体积至少为_mL。【答案】铵 (根 )离子NH43 Mg2 +2NH3H2O=Mg(OH)2 +2NH4300【解析】【分析】由短周期元素组成的A、B、 C、 D、 E、 F 六种微粒，其中只有C、 D 是分子，其余四种是离子，为阳离子或阴离子，且每个微粒中都含有10 个电子，已知A、 E 是由非金属元素组成的阳离子，根据通常状况下C 的聚集状态为气态，且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C 是氨气；A、B 两种离子在加热条件下可生成C、 D 两种分子， A 是 10 电子的阳离子，能
8、生成氨气，则 A 是铵根离子，B 是氢氧根离子，D 是水；1molB 离子与 1molE 离子作用可生成2mol D 分子，则E 是水合氢离子；向含 F 离子的溶液中加入氨气的溶液，可生成白色沉淀W， C 溶液过量沉淀也不消失，但再加入含大量B 离子或大量E 离子的溶液，沉淀W 在其中一种情况下溶解，另一种情况下不溶解，沉淀W 是氢氧化镁。【详解】根据上述分析可知：A 是铵根离子 NH4+，B 是氢氧根离子OH-， C 是氨气 NH3， D 是水H2O， E 是 H3O+， F是 Mg 2+，沉淀 W 是 Mg(OH) 2。(1)通过以上分析知，A 的名称是铵根离子，化学式为：NH4+；(2)
9、C 是 NH ，当氨气溶于水后，大部分NH 与水反应产生NH H O，产生的 NH H O 有少部333232分发生电离产生NH4+和 OH-，所以氨气的水溶液中至少存在的分子有H2O 、 NH3、 NH3H2O三种分子；(3)微粒 F 是 Mg 2+， Mg2+与过量 NH3 在水溶液反应，产生Mg(OH)2 沉淀和 NH4+，反应的离子322方程式为： Mg 24 ；+2NHH O=Mg(OH) +2NH(4)n(Mg 2+)=0.1mol ， n(OH-)=c V=1.5mol/L 0.2L=0.3mol，根据方程式Mg2+2OH-=Mg(OH) 2中二者反应的物质的量关系可知OH-过量
10、，反应后产生0.1mol Mg(OH) 2，同时有剩余OH-物质的量是 0.1mol ，再向该混合物中加入含1mol/L E 离子的强酸溶液，若要使沉淀恰好溶解，首先发生反应OH-+H3O+=2H2O，然后发生反应：Mg(OH) 2 +2 H3 O+=4H2O+Mg2+，则反应消耗 H3O+的物质的量为 0.1mol+0.1mol 2=0.3mol，由于 1mol/L E 离子的强酸溶液，因此需要H3O+的体积 V(H3O+)=0.3mol 1mol/L=0.3L=300mL。4A、 B、 C、 D 分别是 HCl、FeCl3、MgCl2、 AlCl3 溶液中的一种，某实验小组用另一种溶液X
11、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 白色沉淀 溶于 A（ HCl）、不溶于 X（ OH-），则白色沉淀为Mg(
12、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。5 天然水大多含Ca2+、 Mg 2+、 HCO3-等离子，加热会产生水垢，水垢中一定含有CaCO3 和Mg(OH)，可能含有 MgCO 。23(1)天然水中的 HCO3-来自于空气中的 CO2。用相关方程式表示CO2 溶于水形成 HCO3- 的过程。 _(2)天然水煮沸时，其中微溶的MgCO 转换成难溶的 Mg(OH) ，写出发生反应的化学方程32式。 _为确定某水垢样品的成分，利用CaCO3、 MgCO3、 Mg(OH)2 高温分解的性质，
13、精确称量5.000g 水垢样品，用如下图装置进行实验。(3)A 中盛放的试剂是_。装置 F 的作用是 _ 。反应结束后，需要再通入一段时间的空气，目的是_ 。(4)利用上述装置测定水垢中Mg(OH) 2的含量时，需要测量的数据有_。(5)实验测得装置E 增重 2.200g，请问水垢样品中是否含有MgCO3?判断依据是_ 。【答案】 CO2 223 、 23 ?+-2-+H3 或 CO23+H O ? H COH CO+HCO+H O ? HCO +HMgCO3+H2O Mg(OH) 2+CO2. NaOH 溶液吸收空气中 H2 O 和 CO2，防止其进入 E 中干扰实验测定；排尽装置中的产物C
14、O2 和 H2O，使其充分被D、 E装置吸收D 装置反应前后的质量 含 题中给出的信息是水垢中一定含有CaCO3 和 Mg(OH)2，若增重2.200g 全来自于CaCO3 分解产生的 CO2，则计算得出 CaCO3 的质量为5.000g，而样品的总质量为 5.000g，与题意不符，因此样品中含有MgCO3【解析】【分析】利用 CaCO33222、 MgCO 、Mg(OH)高温分解生成 CO 、H O 的性质，通过测定分解产物的质量确定水垢样品的成分。紧扣这一实验目的，选择实验试剂、判断装置作用、分析采集数据。【详解】(1)空气中的 CO2 溶于水、并与水反应生成碳酸：CO2+H2O ?H2
15、CO3，碳酸微弱电离生成HCO3-：H2CO3 ?H+HCO3-。(2)煮沸天然水时，微溶的MgCO3 发生双水解反应生成难溶的Mg(OH) 2，总的化学方程式为MgCO3+H2OMg(OH) 2+CO2。(3)为测定样品分解生成的CO2、 H2O 的质量，必须使用不含CO2、 H2O 的空气通入装置，才不会引起测量误差，故A、 B 装置中分别用NaOH 溶液、浓硫酸除去空气中的CO2、 H2O；D、 E 装置分别吸收样品分解生成的H2O、 CO2，装置E 中碱石灰吸收空气中的CO2、 H2O，防止其进入E 中干扰实验测定。为保证样品分解产生的H2O、 CO2 能被 D、 E 装置完全吸收，反
16、应后再通入一段时间的空气，将样品生成的气体导入D、 E 装置中。(4)样品中只有Mg(OH)2 分解生成H2O，故测定样品分解生成H2O 的质量，即可计算Mg(OH)2 含量。为此，需要测量D 装置在反应前后的质量。(5)据题意，水垢中一定含有CaCO3 和 Mg(OH)2，可能含有CO2 质量，二氧化碳的物质的量是0.05mol ，若全部来自MgCO3。装置 CaCO3 分解，则E 增重 2.200g 为CaCO3 质量为5.000g，不符合题意，故5.000g 水垢样品中必含MgCO3。【点睛】定量实验一定要提高测定结果的准确性，围绕这一核心设计实验方案，选择合适的试剂和操作步骤，特别要排
17、除空气、杂质等干扰。6 镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料研究性学习小组的同学，为测定某含镁 3%-5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。（方案一）（ 1）称取 5.4g 铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0mol/L NaOH 溶液中，使其反应完全，过滤、洗涤、干燥、称量固体。实验中发生反应的化学方程式是_.该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_（填 “偏高 ”、“偏低 ”或 “无影响 ”）。（方案二）将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约520 ， 1.01 10Pa）的体积（1）同学们拟选用下列
18、实验装置完成实验如图1： 你认为最简易的装置其连接顺序是：A 接 _接 _接 _（填接口字母，可不填满） 实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶请你帮助分析原因_ 实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是_。A待实验装置冷却后再读数B上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平C上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平D视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积（ 2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连
19、接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小于是他们设计了图2 所示的实验装置。 装置中导管a 的作用是_。 怎样检查图2 装置的气密性_。【答案】 2Al 2NaOH 2H222偏高E D G 锌与稀硫酸反应放热且生O=2NaAlO 3H成气体，使锥形瓶中的气体压强变大。ACD 平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。 检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。【解析】【分析】方案一：（ 1）铝是两性金属，溶于氢氧化钠生成氢气和
20、偏铝酸钠。镁不与氢氧化钠溶液反应，若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大；方案二：（ 1） 该方案用排水量气法收集生成的氢气，所以最简易的装置是将生成的氢气通入盛满水的广口瓶中，用排出水的体积计算产生氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出； 该过程中有氢气产生，且同时该反应是放热反应，使锥形瓶中的气体压强变大； 该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时保持广口瓶内的压强与外界大气压相等；（ 2） 导管 a 相当于一个连通器； 根据装置特点可知装置气密性检验方法。【详解】方案一：（1）铝溶于氢氧化钠溶于的化学方程式为2Al 2NaOH 2H2O=2
21、NaAlO2 3H2。若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大，测得镁的质量分数将偏高；方案二：（ 1） 该方案用排水量气法，用排出水的体积计算产生氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：（A）接（ E）（ D）接（ G）； 锥形瓶中的气体压强变大，稀硫酸不能滴下； 该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平，保持广口瓶内的压强与外界大气压相等，视线与液体的凹面相平读取量筒中水的体积，这样测得的体积才是该条件下的氢气的体积，答案选ACD；（ 2） 导管 a 相
22、当于一个连通器，作用是平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；同时滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。 根据装置特点可知装置气密性检验方法是：检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。7 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 3.2gB
23、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。Mg2Cu 是一种储氢合金。 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0.077) ， Mg2Cu 与 H2 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_ 。【答案】 MgOMg3N2 D TiCl 4 +2Mg高
24、温2MgCl 2 +Ti2MgCu+3H350+3MgH22MgCu22 2价32242CH MgCl2HO=Mg(OH) 2CHMgCl2【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 9
25、23x=77a， X 为xa+x金属的化合价，讨论可得x=2， a=24，故该金属氢化物为MgH2；(5) 根据化合价代数和为 0 判断镁的化合价，根据元素守恒书写化学方程式。【详解】(1) 镁在空气中燃烧，镁和氧气反应生成氧化镁 (化学式为 MgO)，和氮气反应生成氮化镁，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的氧化镁，还生成少量的氮化镁，化学式为Mg3N2；(2) 镁条在只含有 CO2 和 O2 混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量为：未反应镁的质量、生成的碳的质量及生成的 MgO 的质量，若气体中无氧气，镁完全与二氧化碳反应时，反应后固体的质量最大；高温2Mg+CO 22Mg
26、O+C2210.10mol 0.10mol 0.05mol则 0.1mol 镁完全反应最多可生成固体的质量为：0.10mol 40g/mol+0.05mol 12g/mol=4；.6g若金属镁没有反应，则固体的质量最少，固体质量最小为：0.10mol 24g/mol=2.4g；由于含有二氧化碳和氧气，且镁条也参加了反应，则反应后固体质量m 的范围应为： 2.4gm 4.6g，故答案为D；(3)镁与 TiCl 在高温条件生成钛和氯化镁，发生的化学方程式为4高温TiCl 4 +2Mg2MgCl 2 +Ti ；(4) 令金属氢化物为RHx，金属 R 的相对分子质量为 a，则x=0.077，即 923
27、x=77a， X 为a+x金属的化合价，讨论可得x=2， a=24，故该金属氢化物为MgH2，故反应方程式为3502Mg 2Cu+3H 2MgCu 2 +3MgH 2 ；(5) 根据 CH3MgCl 中各元素化合价代数和为0 可知镁的化合价为+2 价， CH3MgCl 水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2O=Mg(OH)2+MgCl2+2CH4 。8 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、 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
28、) 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 3H2OAl32SiO3CO33 3H =Al、 Mg、 NH4 、 ClNH4OH =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)、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Al
29、O2-、 SiO32-。oa-2-2 ,bcAl(OH)3。段发生反应的离子为AlO2、 SiO3，3段则是溶解ab 段为 CO(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 Al32不能与CO 22-、 Mg33、 AlO 共存，故此时溶液中阴离子只有Cl 。、SiO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Al(OH)3、 H2SiO3，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，所以由图象知溶液中含有AlO2-32-；则 oa 段发生反应的离子为2-32-； ab 段发生
30、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-、 AlO323 Al32； CO； Al(OH) 3H 3H O；(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 NH3H2O，即溶液中含；当 bc 段: NH4OHNH4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 ： Al(OH)3 OH AlO2 +2H2O。即 X 中
