1、2020-2021高考化学备考之镁及其化合物压轴突破训练培优详细答案易错 难题篇及一、镁及其化合物1 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 CO 、 C是 MgO、 D是 C；2碳可以和浓
2、硫酸、浓硝酸在加热条件下反应生成CO ，结合 F与水化合能生成 E，可知 E为浓2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 +NO；(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
3、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。2 某同学用某化合物X（两种短周期元素组成的纯净物）进行了如下实验：实验步骤中还观测到生成黑色固体和无色无味气体，生成的溶液可作为建筑行业的一种黏合剂。请回答：（ 1） X 的化学式是 _，步骤的离子方程式是 _。（ 2）步骤的化学方程式是 _。【答案】 Mg2Si2+42+4422322Mg Si +4H =SiH +2MgSiH +2KMn
4、O =2MnO +Na SiO +H +H O【解析】【分析】短周期元素形成的化合物中，与过量烧碱溶液生成白色沉淀，则灼烧后得到白色固体的为MgO， 4.0g 白色固体可得X 中0.1molMg原子，无色气体A 与高锰酸钾可生成黏合剂硅酸钾溶液，可知无色气体A 具有还原性且含有Si 元素，据此分析作答。【详解】（1）根据化合物X 7.20g 计算得到Mg原子与Si 原子个数之比为2:1，则X 的化学式为Mg2Si，在盐酸作用下会生成硅烷气体与氯化镁，故其离子方程式为：Mg 2Si+4H+=SiH4 +2Mg2+，故答案为： Mg 2Si； Mg 2Si +4H+=SiH4 +2Mg2+；（ 2
5、）在强氧化剂高锰酸钠的作用下，硅烷被氧化为硅酸钠与氢气，同时生成黑色固体二氧化锰，根据氧化还原反应得失电子守恒与元素守恒可得，其化学方程式为：SiH4+2KMnO4=2MnO2 +K2SiO3+H2 +H2O。3 探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） X 的化学式是 _。（ 2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。（ 3）白色沉淀用途广泛，请列举一例：_。【答案】 Mg2 422-32-2SiO或 2MgOSiOSiO 2OH =SiO+H O 优良的阻燃剂等【解析】【详解】无机盐 X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白
6、色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1. 80g 为 SiO2，物质的1 8g60g/mol0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机量 .盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0. 03mol ，若为硅酸根离子其质量0.03mol76g mol228g4.20g 2 28g1.92g/ .，金属质量- .，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（ OH） 2，金属离子物质的量0. 06mol ，质量为0.06mol 24g/ mol 1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0. 03mol ，质量0.03mo
7、l 92g/ mol 2.76g，金属质量 4. 20g- 2. 76g1 . 44g，物质的量 1. 44g 24g/ mol 0. 06mol ，得到 X 为 Mg2SiO4。（1） X 的化学式为， Mg2SiO4；（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2 2OH- SiO32- +H2O；（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。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
8、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 N2 NH3 2Mg+CO2- 2-+H2O2MgO+C HS+OH =S【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
9、。【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： CCOCO2； b.当 A 为 Na 时，可发生如下转化：Na Na2O Na2 O2； 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： SSO2 SO3；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：2M
10、g+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： H22- 2-2- 2-S NaHS NaS，反应的离子方程式为HS+OH =S +H O，故答案为 HS+OH =S+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。5 在一定条件下，单质BC DE都能与A单质
11、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 _。(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
12、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Fe3O4 和 H2，在该反应中Fe 失去电子变为Fe3O4， H2O 中的 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。6 根据如图转化关系以及实验现象填写空白（ 1）固体 X 是 _（填化学式 ）。（ 2）反应的化学方程式是 _ 。（ 3）反应的离子方程式是 _ 。（ 4）图中溶
13、液的溶质是 _（填化学式 ），现有 100mL含浓度均为 1.0mol/L 的MgCl2 和 AlCl 3 的混合溶液，要使其中的2+沉淀而分离 出来，至少需要Mg 全部转化为 Mg(OH)22.0mol/L该溶液的体积为 _mL 。【答案】Na2O2 2Na2O2+2CO2=2Na 2CO3+O2 CaCO3+2H+2+=Ca +CO2+H 2O NaOH 300【解析】根据图中信息可知，淡黄色固体为金属与气体反应而得，故X 为过氧化钠，气体B 为氧气，金属单质为钠，过氧化钠与气体CO2 反应生成气体B 和固体 Y 为碳酸钠，碳酸钠与石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙和溶液氢氧化钠，白色沉淀与盐酸
14、反应生成二氧化碳。（1）固体 X 是 Na2O2；（ 2）反应是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，其化学方程式是： 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；（ 3）反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，其离子方程式是CaCO3 2H+2+CO2H2O；+=Ca+（4）根据图中信息，图中溶液的溶质是NaOH ，要使其中的Mg 2+全部转化为Mg(OH) 2 沉淀而分离出来，则加入的NaOH 将 Mg 2+转化为沉淀而将Al 3+转化为偏铝酸盐，即有关的方程式是Al322和 Al3的物质的量均为 4OH =AlO2 2H2O、 Mg 2OH =Mg(OH)2。 Mg0.10m
15、ol ，所以根据方程式可知，至少消耗NaOH 的物质的量是0.10mol 40.10mol 20.60mol ，所以需要2.0mol/LNaOH 溶液的体积是 0.30L 300mL。点睛：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型。试题综合性强，考查钠及其化合物的相互转化的推断，同时也考查了镁和铝的综合计算，解题的关键是首先根据电荷守恒得出铝离子的物质的量，然后在明确反应的原理的基础上，直接列式计算即可。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
16、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，
17、C 为 Na O ， B 为 Na O； Na 在氧气中燃222烧生成 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
18、的物质的量为4mol 。8 较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2 三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、 NO2 生成并制取氮化镁。（假设实验中每步转化均是完全的）已知： NO2沸点是 21.1 、熔点是 - 11； NO的沸点是 - 151、熔点是 - 164；氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题：（1）为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是（_） ( 填序号 ) 。a. ADCFBFEb. ACDFBFEc. AFCDFBEd. AFDCFBE（ 2）确定还原产物中有 NO2的现象是 _ ，实验中两次使用装置 F，第
19、二次使用装置 F 的作用是 _ 。（ 3）实验前需先打开开关 K，向装置内通 CO2气体，其目的是 _，当_时停止通入CO2。（ 4）实验过程中，发现在 D 中产生预期现象的同时， C 中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式 _ 。（5）在 A中反应开始时，某同学马上点燃B 处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B 处的产品纯度不高，原因是_ （用化学方程式回答）。（6）验证 B 处有氮化镁生成的方法是_ 。【答案】 aD中有红棕色液体生成防止 E 中水蒸气进入B 中，造成产物不纯排除装置内空气，防止干扰实验E 中产生白色沉淀-+2+-5NO+3MnO+4H 3Mn +5NO +2HO4=
20、322 +2Mg2MgO+C取 B 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润CO的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B 中有氮化镁生成【解析】试题分析：本题考查Mg 与 HNO3 反应产物的探究以及Mg3N2 的制备，涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写 。（1）根据题意 “一定浓度的硝酸与 Mg 反应可同时得到NO、 NO 、 N ”， 若有 NO 生成则气222体呈红棕色，根据已知NO 2、 NO 的熔沸点，在装置D 中可将 NO2冷凝为液态，可观察到装置 D 中有红棕色液体生成；利用 NO 具有还原性，用装置C 中酸性 KMnO4 溶液验证NO；根据已知 Mg 3N2 遇水会发生
21、水解，与Mg 反应的 N2 必须是干燥的，气体在进入装置 B 之前必须用浓硫酸干燥 N2，且要防止 H2 O（ g）进入制备 Mg 3N2的装置；装置的连接顺序为： ADCFBFE， 答案选 a。（2）根据上述分析，确定还原产物中有NO2 的现象是：装置 D 中有红棕色液体生成。 Mg3N2 遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F 的作用是 ：干燥N2；第二次使用装置 F 的作用是：防止E 中 H2O（g）进入 B 中，使Mg 3N2 不纯 。（ 3）由于 NO 能与 O2 反应生成 NO2，会影响 NO2、 NO 的验证，实验开始前要排出装置中空气 ，所以实验前先打开开关 K
22、，向装置内通 CO2 气体，其目的是：排除装置内空气，防止干扰实验 ；当观察到装置 E 的 Ba（ OH） 2 溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入 CO2。（4）装置 D 中观察到有红棕色液体出现，装置C 中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性KMnO4溶液将 NO 氧化成 NO3-，同时 MnO4-被还原成 Mn 2+4-3 -，反应可写成NO+MnO NO+Mn2+， N 元素的化合价由+2 价升至 +5 价， Mn 元素的化合价由+7 价降至 +2 价，根据得失电子守恒配平为5NO+3MnO4 - 5NO3-+3Mn 2+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为 5NO+3M
23、nO 4-+4H+=5NO3-+3Mn 2+2H2O。（5）在 A 中反应开始时，马上点燃B 处的酒精灯， Mg 与 CO2 发生置换反应生成MgO 和C，导致实验结束后 B 处制得的 Mg 3N2 纯度不高， Mg 与 CO2反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。（6） Mg 3N2遇水发生水解生成 Mg（ OH） 2 和 NH3，检验有 Mg3N2 生成只要检验B 处固体中加水产生 NH3 即可 ，验证 B 处有 Mg3N2 生成的方法是：取B 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B 中有氮化镁生成 。点睛 ：本题的难点是实验装置的连接和
24、氧化还原反应方程式的书写，理解实验的原理和各物质性质的差异是解答本题的关键。氧化还原反应方程式的书写，先根据实验现象分析氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，再根据得失电子守恒配平，最后用原子守恒、电荷守恒写出完整的方程式。9镁、铝、锌是生活中常见的三种金属，查阅资料获得如下信息： 镁、铝、锌都是银白色的金属 锌（ Zn）可以与NaOH 溶液反应生成H2 Zn （ OH） 2 为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3?H2O Zn 2+易形成配合物如Zn（ NH3）4 2+，该配合物遇强酸分解生成Zn2+、 NH4+（1）（ 1）甲同学取镁铝合金进行定量分析，用图所示装置进行实验，获得如下数据（
25、所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）编号粉末质量量气管第量气管第一次读数二次读数2.0 g10.0 mL346.2 mL2.0 g10.0 mL335.0 mL2.0 g10.0 mL345.8 mL（ 2）乙同学取镁铝锌合金设计如下实验方案：（可用试剂：样品、 pH 试纸、稀硫酸、 NaOH 溶液、氨水） 试剂 是；沉淀 B 是 过程 是：在滤液中逐滴加入，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的过滤 沉淀 C 与氨水反应的离子方程式为，【答案】 NaOH 溶液； Al（OH） 3； 稀硫酸；稀氨水； Zn （ OH） 2+4NH3=Zn（NH3） 42+2OH；或
26、 Zn（ OH） 2+4NH3 2342+2?H O=Zn（ NH） +2OH +4H O【解析】【分析】【详解】（2） Wg 镁铝锌合金加入稀硫酸溶解生成硫酸镁、硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，加入试剂M为过量氢氧化钠溶液，得到沉淀A 为 Mg （ OH） 2，滤液为Na2ZnO2， NaAlO2 溶液，加入过量稀硫酸得到硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，再加入足量氨水溶液得到沉淀B为 Al（ OH） 3，滤液为 Zn2+易形成配合物如 Zn（ NH3） 42+，该络合物遇强酸分解生成Zn2+、NH4+，加入适量氢氧化钠溶液得到 C 为氢氧化锌沉淀； 上述分析可知，试剂 I 为氢氧化钠溶液，沉淀B 为 Al（
27、 OH） ；3 操作 是：在滤液中逐滴加入稀硫酸溶液直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的氨水溶液沉淀铝离子，过滤得到氢氧化铝沉淀 Zn （ OH） 2 为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3?H2O，沉淀C 与氨水反应的离子方程式为 Zn（ OH） 2+4NH3=Zn （NH3） 42+2OH；或Zn（ OH） 2+4NH3?H2O=Zn（ NH3） 42+2OH+4H2O；【点评】本题考查了实验探究物质组成的实验设计，反应过程分析判断，物质提纯的理解应用，主要是混合物分离的方法和物质性质的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等.M（仅含三种短周期元素）是一种储氢材料。为探究M的组成和性质，
28、10 某化合物设计并完成如下实验：已知：化合物A 仅含两种元素；气体B 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答：（ 1）化合物 M 的组成元素是 _（用元素符号表示）。（ 2）化合物 A 与水反应的化学方程式是 _ 。（3）镁带在足量气体B 中燃烧可生成化合物 M 和一种单质气体，该反应的化学方程式是_。II无机盐 X 仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为1 14。将 23.8gX 与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质A 和某强酸的酸式盐溶液B， B 的焰色反应呈黄色，在溶液B 中加入足量的 BaCl2 溶液，产生 46.6g白色沉淀。请推测并回答：（4）单质 A 有很强
29、的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等。A 中组成元素的简单离子结构示意图为 _ 。（ 5） X 的化学式 _。（ 6）实验室可通过低温电解 B 溶液制备 X。该电解反应的化学方程式_ 。（7） X 氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫。在碱性条件下，X 氧化NO 的离子方程式_ 。（ 8） X 溶液与铜反应时先慢后快。某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生成的 Cu2+对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：取少量铜粉置于试管中，先加入少量CuSO4 溶液，再加入X 溶液，振荡，观察现象。若加入硫酸铜溶液的反应快，说明2起了催化作用，反之2不起作用。写出X 与铜反应
30、的化学方程式CuCu_，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由_。【答案】 Mg、N、HMg3 2223N+ 6H O = 3Mg（ OH） + 2NH Mg+2NH点燃电解82-32 22228422822Mg(NH ) +H Na S O2NaHSONa S O +H 3S O-2-+4H2ONa2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4该同学的验证方法不合理，因+2NO+8OH =6SO4+2NO3为加入 CuSO4溶液，反应速率快也可能是42-起催化作用SO【解析】【分析】I.气体 B（4.48L）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B 为 NH3，其物质的量为4.48L 22.4L/mol=0.2mol，某物质 M （仅含三种元素）是一种储氢材料，M 隔绝空气高温分解生成固体 A 和氨气，镁带在足量气体B 中燃烧可生成化合物M，证明 M 中含有 N、H、 Mg 元素， A 只含两种元素， A 和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体 A 和水反应生成氨气物质的量为 0.1mol ，白色沉淀 C 为氢氧化镁沉
