1、备战高考化学培优易错试卷( 含解析 ) 之镁及其化合物附答案解析一、镁及其化合物1 硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占 40%），还有CaO、 MnO 、 Fe2O3、FeO、 Al2O3、 SiO2 等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4 7H2 O 的流程如下：根据题意回答下列问题：(1)实验中需用1mol/L 的硫酸 80mL，若用 98%的浓硫酸来配制，除量筒、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有 _。(2)滤渣的主要成份除含有 Fe(OH)、Al(OH)、 MnO外，还有 _。332(3)加入的 NaClO 可与 Mn 2+反应产生Mn
2、O 2 沉淀，该反应的离子方程式_。在调节pH=5-6 之前，还有一种离子也会被NaClO 氧化，该反应的离子方程式为_。(4)如何检验滤液中Fe3+是否被除尽，简述检验方法_。(5)已知 MgSO4、 CaSO4 的溶解度如下表：温度（）40506070MgSO30.933.435.636.94CaSO40.2100.2070.2010.193“除钙 ”是将 MgSO4 和 CaSO4 混合溶液中的CaSO4 除去，根据上表数据，简要说明操作步骤_、 _。(6)如果提供的硼镁泥共100 g，得到的 MgSO 7H O 196.8 g，则 MgSO 7H O 的产率为4242_。【答案】烧杯、
3、 100mL 的容量瓶、胶头滴管SiO2 Mn2+ ClO-+ H2O MnO2 + 2H+ Cl-2+-+3+-2Fe + ClO+ 2H 2Fe + Cl+ H2O 取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe3+。蒸发浓缩趁热过滤80%【解析】【详解】（1）配制溶液时还需要的玻璃仪器有烧杯、100mL 的容量瓶、胶头滴管，（2）由于 pH=5-6 溶液呈酸性，所以滤渣中还有二氧化硅。（3） Mn 2+与 ClO-反应生成了MnO2 沉淀 H+和 Cl-。Fe2+在酸性条件下被ClO-氧化为 Fe3+、 Cl-和 H2O。（
4、4）取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，如果溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；如果溶液变红色，说明滤液中含Fe3+。（ 5）观察图表可以知道两种物质随着温度的升高溶解度一种增大一种减小，可以利用溶解度的不同来分离。（6）根据元素守恒可以计算出硼镁泥中镁的质量，在计算出196.8 g MgSO47H2 O 中镁的质量就可以计算出其产率了。2 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
5、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（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（
6、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】MgF2(s)Br2(l) MgBr 2(s)+ F2(g) H +600kJ/mol B5ag b V(O2)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
7、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-MgF2 中Mg2-与 I 间的作用力小于与 F 间的作用力，故正确；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
8、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) F2 (g) MgF2(s) H -1124kJ/mol Mg(s) Br2(l) MgBr2(s) H -524kJ/mol 将方程式 - 得 MgF2(s) Br2(l) MgBr 2(s)+ F2(g) H(-524kJ/mol)-( -1124kJ/mol)+600kJ/mol ，故答案为： MgF (s) Br(l) MgBr(s)+ F (g) H+600kJ/mol；2222(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
9、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)，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/mol7a24mol mol ，则需要氧气体积48L，所以氧气的体积为 b24815V(O2)7a ，故答案为： 5a
10、g； b V(O2)7a ；15315(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/mol32bg，则固体质量为 (a22.422.432b)g；22.4假设气体全部是二氧化碳，根据2Mg CO2 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
11、镁和二氧化碳的质量aag23a5a m 23a ，故答24g/mol 1 44g/molg，实际上固体质量介于二者之间，为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。3 已知 D、 E、 F 均是短周期元素形成的单质， E 的氧化物对应的水化物为中强碱， F 为黑色固体， A、 D 为无色气体， B、 C 的焰色反应呈黄色。它们之间的变化关系如右图所示（个别生成物略去），回答以下问题：（1）写出 A 与 E 反应的化学方程式
12、：_ 。（2）写出与 E 同周期的最活泼非金属单质的实验室制法的化学方程式：_。（3）写出 C 的溶液与少量盐酸反应的离子方程式：_。【答案】 2Mg CO22MgO CMnO2 4HCl(浓 )2MnCl2 Cl2 2H2O CO3 H =HCO3【解析】【分析】将文字信息标注于框图，再据物质转化关系，从中学常见物质出发进行推断。【详解】短周期元素形成的中强碱只有Mg(OH)2，则 E 为镁（ Mg ）。由 A（气体） +E（Mg ） F（黑色固体），则 A 为二氧化碳（ CO2）、 F 为碳（ C）。 D（气体） +F（ C） A（ CO2），则 D 为氧气（ O2）。 A（ CO2） +
13、B（焰色黄色） C（焰色黄色） +D（ O2），则 B 为过氧化钠（ Na2O2）、 C 为碳酸钠（ Na2CO3 ）。（1） A（ CO2）与 E（ Mg ）反应的化学方程式22MgO C。2Mg CO（2）与 E（ Mg ）同周期的最活泼非金属单质是氯气（Cl2），实验室制氯气的化学方程式MnO 2 4HCl(浓 )MnCl 2 Cl2 2H2O。（3） C（Na2CO3HClCO32。 H=HCO3）的溶液与少量盐酸（）反应的离子方程式4 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
14、或盐酸反应；实验时在和 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GE 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 _。(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)
15、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。5 将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200 mL 盐酸中 ,使合金全部溶解,向所得溶-1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 NaOH 溶液的体积的关系如图所示。(1)原合金中铝的物质的量分数为_ 。(2)盐
16、酸中 HCl 的物质的量浓度为_ 。【答案】 36%4mol/L【解析】【分析】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 g78g / mol 27g/mol=2.7g ，则铝的物质
17、的量分数为4.8 g 2.7 g 100%=36%，故答案为： 36%；（2）由图可知，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，故答案为： 4mol/L 。0.2 L =4mol/L6 将一定质量的Al 、 Mg混合物加入到足量的盐酸中，充分反应后得到标准状况下的氢气
18、8.96L ；如果将等质量的该混合物加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下的氢气 6.72L （1）当混合物与盐酸反应时，转移电子总物质的质量为_mol；（2）求混合物中Al 质量为_gMg的质量为 _g【答案】0.8 mol2.4g5.4g【解析】(1)反应中生成的气体都是氢气，当混合物与盐酸反应时生成氢气的物质的量为：=0.4mol，根据电子守恒可知反应转移电子的物质的量为：0.4mol 2=0.8mol；(2)Al、 Mg都与盐酸反应产生氢气，但只有Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，又由于等质量铝与盐酸、氢氧化钠反应产生的氢气体积相同，都为6.72 L，则镁产生的氢气为：8.
19、96 L-6.72 L=2.24 L，设Mg 的质量为 x， Al的质量为 y，Mg+2HCl=MgCl2+H224g22.4Lx2.24 L则： x=2.4 g，2Al+6HCl 2AlCl3+3H2或 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H254g67.2 L54g67.2 Ly6.72 Ly6.72 L则 y=5.4g ，答：混合物中 Mg 的质量为 2.4g，铝的质量为5.4g。点睛：混合物成分分析的综合计算，本题解题关键是熟悉Mg 与Al的性质相似与差异，Al、Mg均能与盐酸反应，而Al与 NaOH溶液反应，而 Mg不能与 NaOH溶液反应，由此结合反应原理，根据化学方程
20、式逐一计算，还可以根据两次生成的气体差就是Mg与稀盐酸反应生成的氢气进行计算。7 现有 48.4 g 碱式碳酸镁样品 ( 化学式： xMgCO 3 yMg OH 2 zH 2O ， x 、 y 、 z 为正整数 ) ，将其分为二等份，一份样品充分灼烧至恒重进行热重分析，结果如图所示。另一份投入200 mL某浓度的盐酸中，充分反应后生成CO24.48 L ( 已换算成标准状况下) ，测得溶液的c H0.100 mol L1。 ( 忽略溶液前后体积变化)按要求回答下列问题：( 1) x:y= _。( 2) 盐酸的物质的量浓度c HCl = _ mol L 1 。【答案】 4: 12. 6【解析】【
21、详解】( 1) xMgCO3yMg OH22100gMgOn MgOzH O充分灼烧至恒重得到的.固体为) ?( ) ?， (10.0g 0. 25mol ；另一份投入150mL 某浓度的盐酸中，反应生成氯化镁和二氧化40g / mol碳，标况下4. 48LCO2 的物质的量为：4.48L 0. 2mol； 48. 4g 碱式碳酸镁样品中22.4L / moln( MgCO3 )+ n Mg( OH) 2 2n ( MgO) 0. 25mol 2 0. 5mol ， n( MgCO3) 2n( CO2) 0. 2mol 20. 4mol ，则 n Mg( OH) 2 0. 5mol 0. 4m
22、ol 0. 1mol ， n( H2O) 48.4g84g / mol0.4mol58g / mol0.1mol0 . 5mol ，则 xMgCO3?yMg( OH) 2?zH2O18g / mol中 x： y： z 0. 4mol ： 0. 1mol ： 0. 5mol 4: 1: 5；(2)反应后剩余nHCl n H+0.100molL 02L0 02mol，生成氯化镁消耗HCl的物质() () / . .的量为： n( HCl) 2n( MgCl2) 0. 25mol 2 0.5mol，所以 200mL 某浓度的盐酸中n( HCl)0.5mol0 02mol0 52mol，则盐酸的物质的
23、量浓度c HCl0.52mol2.6molL+ . .() 0.2L/ 。8 将镁、铝的混合物共0.2mol ，溶于 200mL 4molL 1 的盐酸溶液中，然后再滴加2molL 1 的 NaOH溶液。请回答下列问题：（1）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 变化情况如图所示当V1=160mL时，则金属粉末中n(Al)= _mol（2） 0 V1 段发生的反应的离子方程式为_ 。2+3+（3）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg 、 Al刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积 V(NaOH)=_ mL。（4）沉淀质量m 减小的阶段，反应的离子方程式_ 。
24、【答案】 0.08 H+OH-=H2O 400 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2 O 【解析】当 V1 =160mL 时，此时溶液溶质是氯化镁、氯化铝和氯化钠的混合物，由钠离子守恒可以得到： n(NaCl)=n(Na +)=n(NaOH)=0.16 2=0.32mol ，200mL 4molL1的盐酸溶液中含有氯化氢的量为 0.2 4=0.8 mol ；已知镁、铝的混合物共0.2mol ，设混合物中含有氯化镁xmol、氯化铝 ymol ，根据镁原子、铝原子守恒：x+y=0.2，根据氯离子守恒 ： 2x+3 y=0.8-0.32 ，解之得 ： x=0.12 mol ，y=0.08 mo
25、l ；所以金属粉末中， n（ Mg ） =0.12 mol ， n(Al)= 0.08 mol ；（1）当 V1=160mL 时，则金属粉末中n(Al)= 0.08mol ；正确答案 ： 0.08。（2） 0 V1 段发生的反应，滴入氢氧化钠溶液后没有沉淀生成，说明盐酸过量，滴入的氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，离子方程式为：H+OH-=H2O；正确答案 ：H+ +OH-=H2O。（ 3）当溶液中2+、 Al3+刚好沉淀完全时 ，此时溶液只为氯化钠溶液 ，根据氯离子和钠离Mg子守恒有 ： n(NaCl)=n(Na+)=n(HCl)=4 0.2=0.8 mol,则滴入 NaOH 溶液的体积为
26、V(NaOH)=0.8/2=0.4L=400mL, 正确答案 ： 400。（4）沉淀最大值时为氢氧化镁和氢氧化铝两种沉淀之和，继续加入 NaOH 溶液，氢氧化铝沉淀能够溶在强碱中变为偏铝酸钠溶液，而氢氧化镁沉淀不溶于强碱；离子方程式：3-2-23-2-2O。Al(OH) +OH =AlO +2H O；正确答案 ：Al(OH) +OH =AlO +2H点睛：根据图像所信息分析，0 V1段是氢氧化钠溶液中和过量的盐酸过程；12V V 段是 氢氧化钠溶液沉淀镁离子和铝离子过程，且沉淀达到最大值；从最大值沉淀到沉淀部分溶解，为氢氧化铝溶于强碱过程，最后剩余的为不溶于强碱的氢氧化镁沉淀。9镁合金是重要的
27、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 TiCl4 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 Cl26H2O，含有 MgSO4、FeCl2 等杂质。 可选用的试剂： H2 O2, 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
28、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） 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+
29、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SO4 2（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 FeSO4 酸性溶液中立即出现红色，相关反应的离子方程式：ClO32+3+-23+-3+6Fe +6H =6Fe +Cl +3H O、 Fe +SCNFe(SCN)。考点：考查电子式、化学方程式的书写，化学工艺流程10 实验室探究金属Mg在 NOx中的燃烧产
30、物。回答下列问题：(1) 推测金属 Mg在 NOx中的燃烧产物为 MgO、 N2 和 Mg3N2，则反应的化学方程式为_ 。(2) 设计下列装置完成反应且验证产物中有N2( 夹持装置已略去，部分装置可重复使用) 。选择上图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为_。安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是_。装置 A 中仪器名称为 _ ，反应的化学方程式为_ 。验证产物中有N2 生成的现象为 _ 。(3) 检验 Mg与 NOx 反应产物中是否存在 Mg3N2 的操作、现象和结论为_(4)Mg 与 NO反应的产物 MgO能溶于 NHCl 溶液且放出 NH，推测其可能的原因。
31、x43甲同学认为 NHCl 溶液存在水解平衡+2+NH +H ONHHO+H，因 MgO+2H=Mg +H O导致442322+323c(H ) 减小，水解平衡右移导致NHHO浓度增大，分解生成 NH。+2+乙同学认为发生 MgO+2NH4=Mg +H2O+2NH3而溶解。请设计实验探究乙同学的推测是否合理_ 。【答案】 2xMg+2NOx2xMgO+N3Mg+ NMgNabcdebcghf打开分液漏斗活塞，232待红棕色气体充满整个装置后( 或把装置中的空气排除后) ，点燃酒精灯分液漏斗、平底烧瓶 Cu+4HNO3( 浓)=Cu(NO3) 2+2NO+2H2O 装置 D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中取装置 C 中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味( 或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ) 的气体，则证明产物存在MgN ，否则不存在。 向 MgO固体中加入过量CHCOONH3234溶液，若固体溶解且放出NH3，则证明乙同学推出合理，否则乙同学推测不合理。【解析】 (1)金属 Mg 在 NOx 中的燃烧产物为MgO、N2， Mg 在氮气中燃烧生成Mg3N2，则发生反应的化学方程式为2xMg+2NOx2xMgO+N2、3Mg+ N2Mg 3N2；(2)装置 A 中 Cu 与浓硝酸反应生成的气体NO ，用装置 B 干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C2与镁粉发生反应，然后再
