1、2020-2021 备战高考化学二轮镁及其化合物专项培优易错 难题及答案解析一、镁及其化合物1A、 B、 C、 D、 E、 X 都是短周期元素组成的常见无机物根据上框图关系,完成下列问题 :（1） A 可作漂白剂，X 是含有某种阳离子（此阳离子具有净水作用）的溶液，且M(A)=M(D) ，则 A 与 H2O 反应的化学方程式为_， C 转化成 D 的离子方程式为_（2） A 的某种合金可作原子反应堆的导热剂，X 是非极性分子的化合物，则A 与 H2O 反应的离子方程式为_ ，C 转化成 D 的化学方程式为_（3） A 是单质， X 是 Na2CO3 溶液， E 可用消毒剂，则A 与 H2O 反
2、应的离子方程式为_，（4） A 是单质， X 是单质（它的同素异形体是原子晶体），则E 与SiO2 反应的化学方程式为_（ 5） A 是化合物， X 是 O2， C转化成 D 还需要催化剂， E 具有两性，则 A 与 H2 O 反应的化学方程式为 _（ 6） A 是化合物（ Mr(A)=100 ）， X 是 O2，B 转化成 C 还需要催化剂， E 是中强碱，则 A与 H2O 反应的化学方程式为 _【答案】2Na222223+232O + 2H O =4NaOH + O 3AlO+ Al+ 6H O = 4Al(OH) 2Na + 2H O =+2232232222Na + 2OH +H Na
3、 CO + CO + H O = 2NaHCOCl + H O =H +Cl + HClSiO +4HF=SiF + 2H OAl S + 6H O = 2Al(OH) + 3H S Mg N + 6H O = 3Mg(OH)2+ 2NH 2232323223【解析】【分析】A 和水反应生成两种物质， B 和 X 反应生成 C， C 再与 X 反应生成 D，可推测可能是连续两次氧化，或者与量有关的反应。【详解】(1)A 可以做漂白剂，在短周期中有Na2O2 、 NaClO，SO2 等，但是能够与水反应生成两种物质的有 Na3 。则整个过程为2O2 ，X 含有的某种阳离子具有净水作用，在短周期中
4、为Al2 223 的盐的反应，生成NaAlO22和 Al3Na O 与水反应生成NaOH 和 O ， NaOH 与含有 Al， AlO反应生成 Al(OH)3。氢氧化铝和过氧化钠的相对式量相同。则Na2O2 与水的方程式为2 2222与 Al3 转化为Al(OH)3的反应为双水解的反应，离子方2Na O2H O =4NaOH + O ； AlO程式为 3AlO2+ Al323+ 6H O = 4Al(OH) ；(2)Na K 合金常做原子反应堆的导热剂，A 属于短周期元素构成的物质，A 为 Na， B 为NaOH，E 为 H 。 B 为非极性气体，但是可以与NaOH 反应， X 为 CO ，少
5、量的 CO 生成2222323Na 与水反应的离子方程式为2+Na CO，CO 过量生成 NaHCO，则2Na + 2H O = 2Na +2OHH2； Na2CO3 转化为NaHCO3 的反应方程式为Na2CO3+ CO2 + H2O = 2NaHCO3；(3)A 是单质，E 可用作消毒剂，在短周期中有NaClO。则A 为Cl2， B 为HCl， HCl 与Na2CO3生成CO2， CO2 与 Na2CO3 反应生成NaHCO3。则Cl2 与水的反应的离子方程式为Cl2 + H2O =H+Cl + HCl；(4) X 是单质（它的同素异形体是原子晶体），X 可以是C 或者Si，但是高中阶段没
6、有学过一种物质可以与Si 连续反应两次，所以X 是C， C 与O2 反应生成CO2， CO2 与 C 反应生成CO。 B 为 O2，一种单质与H2O 反应得到 O2，则 A 为 F2， E 为 HF，其与 SiO2 反应的方程式为 SiO2 + 4HF=SiF + 2H2O；(5)E 具有两性， E 可能为 Al(OH)3 或者 Al2O3。 X 是 O2， C 转化成氧化，需要用到催化剂，在短周期中可能是SO2 与 O2，或者是D 还需要催化剂，连续两次NH3 与 O2，但是 C 若为NH3，无法得知物质B。 C 为SO2，B 为H2S， A 与水反应生成H2S 和Al(OH)3，为Al2S
7、3 的水解反应，方程式为Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S；(6)短周期中的中强碱，为Mg(OH) 2， B 转化为C 需要催化剂，则B 为NH3 ，A 为水反应得到Mg(OH)2 和NH3， A 为Mg 3N2，化学方程式为Mg3N2 + 6H2 O = 3Mg(OH)2+ 2 NH3。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】 Mg2Si Mg2Si +4H
8、+=SiH4 +2Mg2+ SiH4 +2KMnO4=2MnO 2 +Na2 SiO3+H2 +H2O 【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 2
9、Si； Mg 2Si +4H+=SiH4 +2Mg2+；（ 2）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 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_ 。
10、（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（ CH4） CO CO2、 N2（ NH3） NO NO2、 S（ H2S） SO2 SO3、Na Na2O Na2O2 等；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 。【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，
11、 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：SSO23 SO；若 C 是红棕色气体，则 C 为 NO23222，转化关系可以是：NH NO NO或 N NO NO ，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：2Mg+CO22MgO+C，故答案为2Mg+CO22MgO+C；（3） X 为苛性
12、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 =S2+H O。【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。4 用 C、 Mg和 Al 组成的混合物进行如下图所示实验。填写下列空白。（ 1）气体 X 为 _，固体 Z 为_ 。（2
13、）滤液 Y 中除 H+外，还含有的阳离子为_与 _；其中镁和稀硫酸反应的化学方程式为_ 。（ 3）滤液 N 中除 Na2SO4 和 NaOH外，还含有的溶质为 _( 填化学式 ) ；生成该物质的离子方程式为： _ 。（ 4）生成固体 M的离子方程式为： _ 。【答案】 H2C Al3+2+Mg + H 2SO4= MgSO4 + H 2 NaAl(OH) 4 Al3+ 4OH=MgAl(OH) 4 2+Mg+ 2OH = Mg(OH) 2 【解析】【分析】本题主要考查镁、铝相关知识。C 与稀硫酸不发生反应，故固体Z 为 C， Mg、Al 为活泼金属，能与非氧化性酸反应置换出H2，并生成相应的盐
14、，故气体X 为 H2，滤液 Y 中溶质为H2SO4、MgSO4、 Al2(SO4 )3；加入过量的 NaOH 溶液后，生成可溶性的NaAl(OH) 4和 Na2SO4以及难溶物 Mg(OH) 2，由此分析作答。【详解】（1）由上述分析可知，气体X 为 H2；固体 Z 为 C；（ 2）由上述分析可知，滤液 Y 中还含有的阳离子为 Mg 2+、 Al3+；其中镁和稀硫酸的反应的方程式为： Mg + H2SO4= MgSO4 + H2；（3）由上述分析可知，滤液N 中还含有的溶质为NaAl(OH) 4；生成 NaAl(OH) 4的离子方程式为： Al 3+ + 4OH-= Al(OH) 4 -；（4
15、）固体 M 为 Mg(OH) 2，生成 Mg(OH) 2 的离子方程式为：Mg 2+ 2OH-= Mg(OH) 25X、Y、 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
16、固体时， X 与 A 反应的化学方程式为_ 。【答案】 Al 氧气 H2 CuO 2Mg+CO2MgO+C SiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，应为2X、 Y 为单O ， X+A Y+B的反应为置换反应，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
17、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， 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。6A 为常见金属， D、 E 为常见非金属单质， D 为黑色固体， E 是常温下密度最小的气体，B、 F 是同种非金属化合物气体， A 与氧气转化为 C 的过程中发出耀眼的白光， AF之间的转化关系如图：按要求完成下列各题：（1）写出A 与F 的化学式：A_F_（2）下列物质中有一种与B 物质不属于同一类，其他与B 均属于同一类，这一物质是_A P2O5 BNO C Na2
18、O D SiO2（3） D高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成E 和F 时，所得气体的平均相对分子质量是_g/mol（ 4）写出反应 的方程式： _【答案】 (1)Mg CO(2)C(3)15(4) 2Mg+CO22MgO+C【解析】【分析】A 为常见金属 ,A 与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光 , 则 A 为镁 ,E 为常见非金属单质,E 是常温下密度最小的气体, 则 E 为氢气 ,D 常见非金属单质 , 且 D 为黑色固体 , 则 D为碳,B 、 F 是气体 , 结合题中各物质的转化关系可以知道,B 为二氧化碳 ,C 为氧化镁 ,F 为一氧化碳 , 据此答题。【详解】A 为常见金属 ,A
19、 与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光 , 则 A 为镁 ,E 为常见非金属单质,E 是常温下密度最小的气体, 则 E 为氢气 ,D 常见非金属单质 , 且 D 为黑色固体 , 则 D为碳,B 、 F 是气体 , 结合题中各物质的转化关系可以知道,B 为二氧化碳 ,C 为氧化镁 ,F 为一氧化碳 ,(1) 根据上面的分析可以知道 ,A 为 Mg,F 为 CO,因此，本题正确答案是:Mg，CO；(2) B 为二氧化碳 , 属于非金属氧化物， NO、 P2O5、 SiO2 也都是非金属氧化物 , 与 CO2同一类； Na2O是金属氧化物，也是碱性氧化物 , 与 CO2 既是非金属氧化物，也是酸性氧
20、化物，所以氧化钠与二氧化碳不同类；综上所述，本题正确选项 C；(3)C高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成CO和H2 时 ,CO 和 H2 的物质的量之比等于1:1,所以所得气体的平均摩尔质量(28 1+21)/2=15g/mol，相对分子质量为15；因此，本题正确答案是:15；(4)镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的方程式：2Mg+CO2MgO+C；因此，本题正确答案是: 2Mg+CO22MgO+C；7 将 5.1g 镁铝合金溶于 600mL0.5molL 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
21、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】 6005.6L【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 2(SO4) 3 反应。当 MgSO 4 和Al2(SO )刚好完全反应时，生成 Mg(OH)2、Al(OH)3、Na SO 。4 324（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Na2SO
22、4，由此可得出 10.6moln(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- ，2Al 3H2 Mg(OH)22OH22Al(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 恰好完全沉淀时，溶液中的溶质为Na2SO4，由此可得出n(NaOH)=2 n(H 10.6mol2SO4)=20.600L0.5mol L=0.
23、6mol ， V(NaOH)=0.6L=600mL。答案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) 2OH3-，综合分析两关系式，可得出H2-。2Al(OH) 6OH 2OH8.5g0.5mol ， n(H2)=1m(OH-)=13.6g-5.1g=8.5g ，n(OH-)=n(OH-)=0.25mol ，17g/mol2V(H2)= 0.25mol 22.4L/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
24、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。8 工业上通常利用SiO2 和碳反应来制取硅，写出反应的化学方程式_。工业上还可以利用镁制取硅，反应为2Mg+SiO=2MgO+Si，同时会发生副反应：2Mg + Si=Mg 2Si 。如图是进行Mg与 SiO2 反应的实验装置，试回答下列问题：（1）由于 O2 和 H2O（ g）的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体试管中的固体药品可选用_( 填序号 ) 。A石灰石B锌粒C纯碱（2）实验开始时，必须先通一段时间X 气体，再加热反应物，其理由是X 作为保护气，_；当反应引发后，移
25、走酒精灯，反应能继续进行，其原因是_ 。（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因是副产物Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷）气体，然后SiH 4自燃。用化学方程式表示这两个反应_， _。【答案】 SiO2+ 2CSi + 2CO b防止加热条件下2与空气混合爆炸2HMg 与 SiO的反应是放热反应Mg2244222Si 4HCl= 2MgCl SiH SiH 2O= SiO2H O【解析】试题分析：碳和二氧化硅反应生成硅和CO，据此书写方程式；Mg为活泼金属，在空气中点燃可以和O2、CO2、 H2O反应，在工业中利用镁制取硅
26、：需排尽装置中的空气，实验中应通入气体X 作为保护气， X 由稀硫酸制得，根据题干（1）信息可知，用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气，X 为氢气，通过浓硫酸进行干燥，据此分析解答。解析：碳和二氧化硅在高温下反应生成硅和CO，反应的化学方程式为SiO2+ 2CSi +2CO 。（1） Mg可以与 CO、 N 发生化学反应， Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护22气；选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥，答案选b；（2）装置中有空气，若不用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以
27、反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气；Mg与 SiO 反应的条件是加热，当反2应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，这说明Mg与 SiO2 的反应是放热反应；（3） Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成 SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si 4HCl 2MgCl2SiH4，SiH4 常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH422 2O SiO 2H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。9 为探究某抗酸药X 的组成，进行如下实验：查阅资料：抗酸药 X 的组成通式可表示为：Mgm Aln(OH)p(CO3)q（ m、n、 p、 q 为 0 的整数）。 Al
28、(OH) 3 是一种两性氢氧化物，与酸、碱均可反应生成盐和水。Al3+在 pH=5.0 时沉淀为Al(OH)3，在 pH12 溶解为 AlO2。 Mg 2+在 pH=8.8 时开始沉淀， pH=11.4 时沉淀完全。实验过程：步骤实验操作实验现象I向 X 的粉末中加入过量盐酸产生气体 A，得到无色溶液II向所得的溶液中滴加氨水，调节pH 至 56，过滤生成白色沉淀 BIII向沉淀 B 中加过量 NaOH 溶液沉淀全部溶解IV向 II 得到的滤液中滴加 NaOH 溶液，调节 pH 至 12生成白色沉淀 C（1） 中气体A 可使澄清石灰水变浑浊，A 的化学式是 _。（2） II 中生成 B 反应的
29、离子方程式是_。（3） III 中 B 溶解反应的离子方程式是_。（ 4）沉淀 C 的化学式是 _。（ 5）若上述 n(A) n(B) n(C)=1 2 3，则 X 的化学式是 _ 。【答案】 CO2Al3+3NH3H2O=Al (OH)3 +3NH4+ Al (OH)3+OH =AlO2 +2H2 O Mg(OH)2Mg3Al2 (OH)10CO3【解析】【分析】利用信息、根据实验现象，进行分析推理回答问题。【详解】32 、实验 I 中加入稀盐酸，可知能使澄清石灰水变浑浊的气体A(1)抗酸药 X 的通式中有 CO只能是 CO2。(2)实验 I 的溶液中溶质有MgCl、 AlCl 、 HCl。
30、据资料 可知，用氨水调节pH 至2356， Mg2+不沉淀、 Al3+完全沉淀。则实验 II 中生成 B 的离子方程式 Al3+32+3NHH O Al34+。(OH) +3NH+2H2O。(3)实验 III 中 Al (OH)3 溶解于 NaOH 溶液，离子方程式是 Al(OH)3+OH AlO2(4)实验 II 的滤液中溶有MgCl2、 NH4Cl。 滴加 NaOH 溶液调节 pH 至 12时， Mg 2+完全沉淀，则 C 为 Mg(OH)2。(5)n(A) n(B) n(C)=1 23，即 CO32 、 Al3+、 Mg2+的物质的量之比为1 2 3。设 CO32 、 Al3+、 Mg
31、2+物质的量分别为1mol、 2mol 、3mol ，据电荷守恒OH-为 10mol 。该抗酸药 X的化学式为 Mg 3Al2(OH)10CO3。【点睛】根据实验现象分析推理过程中，要充分利用题目所给信息。任何化合物或电解质溶液都符合电荷守恒规则，这是解题的隐含条件。10 某学习小组设计如下实验制备（制备） （装置如图所示）Mg3N2 进行定性的分析。回答下列问题：（1） A 装置用于制备NH3，试分析氢氧化钠的作用：_（2）仪器 b 为多孔球泡，其作用是_；浓溴水中反应的化学方程式为_（ 3） E 装置中发生反应的化学方粗式为_（ 4）整套装置存在着明显缺陷，你的改进措施是_（定性分析）步骤
32、一：取少量氮化镁样品于洁净的试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成试管口有刺激性气味的气体生成，写出氮化镁与水反应的化学方程式_步骤二，弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全部溶解且冒气泡。该步骤中产生气泡的化学方程式为_【答案】氢氧化钠溶于水放热，促进氨水的分解；同时使溶液中c(OH-)增大，使NH3+H2ONH3H2O 的平衡逆向移动，有利于氨气的逸出增大氨气与溴水的接触面积，提高吸收效率 3Br2+8NH3=6NH4Br+N2 或 3Br2+2NH3=6HBr+N23Mg+N 2=Mg3N2 在 E 装置后添加一个装有碱石灰的干操管 Mg 3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3Mg+2HCl=MgCl2+H2 【解析】【制备】(1)因氢氧化钠溶于水放热，促进氨水的分解；同时使溶液中c(OH-)增大，使NH3+H2ONH3H2O 的平衡逆向移动，有利于氨气的逸出，则利用NaOH 固体中滴加浓氨水可制备NH3；(2)多孔球泡，可增大氨气与溴水的接触面积，提高吸收效率； Br2 能氧化浓氨水通入浓溴水中发生反应的化学方程式为3Br2+8NH3=6NH4Br+N2 或NH3 生成N
