2020-2021高考化学 镁及其化合物 培优 易错 难题练习(含答案)附答案解析

2020-2021高考化学镁及其化合物培优易错难题练习(含答案)附答案解析
一、镁及其化合物
1．下图中A-J分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，已知B、D为常温下气态化合物，C为常温下液态化合物，图中有部分生成物未标出。

请填写以下空白：
（1）A的化学式_____________B的电子式_______________。

（2）写出下列反应的化学方程式：
D＋G→ H_____________________________。

B+镁→ E + F______________________________。

（3）写出A + NaOH →D的离子方程式_________________________________。

【答案】(1) NH4HCO3
(2) 4NH3+5O24NO + 6H2O CO2+ 2Mg ="==" 2MgO+C
(3) NH4++ HCO3-+2OH-= NH3+CO32-+2H2O
【解析】
【分析】
已知A与碱反应生成气体化合物，则A含有铵根离子；A加热分解生成等物质的量的2种气体和1种液体，液体与过氧化钠反应则为水，可确定A为碳酸氢铵，D为氨气，C为水，B为二氧化碳；二氧化碳与镁反应生成氧化镁和碳；
【详解】
（1）分析可知，A为碳酸氢铵，化学式为：NH4HCO3；B为二氧化碳，其电子式为：
；
（2）D与G分别为氨气、氧气，在一定条件下反应生成一氧化氮和水，方程式为：
4NH3+5O24NO+6H2O；镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，方程式为：CO2+
2Mg 点燃
2MgO+C；
（3）碳酸氢钠与NaOH反应生成氨气、水和碳酸钠，其反应的离子方程式为：NH4+ + HCO3-+2OH-= NH3 +CO32-+2H2O；
2．X、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
Z Z 与钾的一种合金可用于快中子反应堆作热交换剂
W W 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】NaCl 2NaCl+2H2O Cl2↑+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I2 Na Mg3N2
【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）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+2H2O Cl2↑+H2↑+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。

3．X、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________________________________________。

【答案】CO2 Fe+Cu2+=Fe2++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+H2O。

4．已知A、B、C、D组成的元素都属于短周期，它们之间的简单转化关系如图所示。

请按要求写出有关反应的化学方程式：
(1)若其中A、D为单质且同主族，B、C为氧化物： (该反应在工业上有重要用
途) 。

(2)若A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水：。

(3)若A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体：。

(4) 若A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物：。

【答案】（共8分）
(1) 2C+SiO2Si+2CO↑
(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(3)SO2＋2H2S===3S＋2H2O
(4) 2Mg+CO22MgO+C。

【解析】
【分析】
（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，D为Si，C为CO；
（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D 为O2，符合转化关系；
（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，D为硫；
（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，A为Mg，B为CO2，C为MgO，D为C单质。

【详解】
（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO↑；
综上所述，本题正确答案：2C+SiO2Si+2CO↑；
（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D 为O2，符合转化关系，反应方程式为：2F2+2H2O═4HF+O2；
综上所述，本题正确答案：2F2+2H2O═4HF+O2；
（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，反应方程式为：SO2+2H2S═3S+2H2O；
综上所述，本题正确答案：SO2+2H2S═3S+2H2O；
（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，反应方程式为：2Mg+CO22MgO+C；
综上所述，本题正确答案： 2Mg+CO22MgO+C。

5．置换反应的通式可表示为：
请回答下列问题：
（1）若甲为黄绿色气体，单质乙能使淀粉溶液变蓝色，则该反应的离子方程式
为：；
（2）若过量的单质甲与化合物A发生反应的化学方程式为： 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。

该反应可用于焊接铁轨，要除去反应后混合物中剩余的铝粉与生成的Al2O3所用的试剂是：；
（3）若单质甲是一种常见的金属单质，化合物B是一种磁性黑色晶体，写出该反应的化学方程式：；
（4）若单质乙是黑色非金属固体单质，化合物B是一种优质的耐高温材料，则该反应的化学方程式为：。

（5）硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子工业的各个领域。

工业上制取硅单质所用的化合物A是，A非常细，导光能力很强，可用作。

【答案】（1）2I-+ Cl2 = I2+ 2Cl-
（2）NaOH溶液
（3）3Fe + 4H2O（g）Fe3O4+ 4H2
（4）2Mg+CO22MgO+C
（5）SiO2光导纤维
【解析】
【分析】
置换反应的反应物、生成物中都有单质和化合物，一定属于氧化还原反应，因而有化合价的升高和降低。

【详解】
（1）黄绿色气体甲为氯气，能使淀粉溶液变蓝色的单质乙为碘，则反应的离子方程式为
2I-+ Cl2 = I2+ 2Cl-；
（2）Al、Al2O3都能溶于强碱溶液，而Fe、Fe2O3不溶。

要除去反应后混合物中剩余的铝粉与生成的Al2O3可使用NaOH溶液；
（3）常见的金属单质有钠、铝、铁、铜等，磁性黑色晶体B为Fe3O4，则反应的化学方程式为3Fe + 4H2O（g）Fe3O4+ 4H2 ；
（4）黑色非金属固体单质为焦炭，耐高温材料有MgO、Al2O3等高熔点物质，则该反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。

（5）工业上制取硅单质通常用焦炭和石英砂高温反应，则化合物A是SiO2，因其导光能力很强，可用作光导纤维。

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①的化学方程式是__________________________________。

（3）反应④的离子方程式是_________________________________。

（4）图中溶液的溶质是____________（填化学式
．．．．），现有100mL含浓度均为1.0mol/L的
MgCl2和AlCl3的混合溶液，要使其中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离
．．出来，至少需要2.0mol/L该溶液的体积为___________mL。

【答案】Na2O22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O NaOH300
【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，白色沉淀与盐酸反应生成二氧化碳。

（1）固体X是Na2O2；（2）反应①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④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+=Ca2++CO2↑+H2O；
（4）根据图中信息，图中溶液的溶质是NaOH，要使其中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来，则加入的NaOH将Mg2+转化为沉淀而将Al3+转化为偏铝酸盐，即有关的方程式是Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。

Mg2＋和Al3＋的物质的量均为
0.10mol，所以根据方程式可知，至少消耗NaOH的物质的量是0.10mol×4＋0.10mol×2
＝0.60mol，所以需要2.0mol/L NaOH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。

7．实验装置如下图所示。

先关闭K，使A中的反应进行，加热玻璃管C，可观察到C管中发出耀眼白光，产生白烟，管壁上附着有淡黄色物质。

实验完成后，将C管中固体全部加入盐酸中，有臭鸡蛋气味的气体生成。

请回答下列有关问题：
（1）C中全部产物有_________________、_________________、_________________。

（2）本实验先使A中反应进行，再加热C装置，其目的是___________________。

（3）停止实验时，先打开K，再停止滴加浓硫酸，熄灭酒精灯，橡胶气胆B在实验中的作用是___________________。

（4）若无装置B、K，使用普通导管，本实验的尾气吸收装置可以选用上图中装置_______（填写序号，多选扣分）。

（5）C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁的原因是___________________【答案】S MgO MgS 排净空气（防止Mg和氧气、氮气反应）防止倒吸 F、G、H 防止Mg和玻璃中的SiO2反应。

【解析】
【详解】
（1）浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与Mg反应，生成淡黄色固体S，臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS．根据元素守恒可
知，另外一种产物为氧化镁；
（2）利用A装置生成的气体SO2，排除装置C中的空气，防止Mg与空气中的氧气、氮气反应；
（3）停止实验后，温度降低导致体系内部压强减小，容易发生倒吸，打开K，将空气充入反应反应体系，可平衡容器内外压强，防止倒吸；
（4）若无装置B、K，E、F、G、H中有防倒吸作用的装置是F、G、H；
（5）玻璃中含有SiO2，高温下Mg能与SiO2反应。

8．镁、铝、锌是生活中常见的三种金属，查阅资料获得如下信息：
①镁、铝、锌都是银白色的金属
②锌（Zn）可以与NaOH溶液反应生成H2
③Zn（OH）2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3•H2O
④Zn2+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（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
一次读数量气管第二次读数
① 2.0 g10.0 mL346.2 mL
② 2.0 g10.0 mL335.0 mL
③ 2.0 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）
①试剂Ⅰ是；沉淀B是．
②过程Ⅰ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．
③沉淀C与氨水反应的离子方程式为．
【答案】①NaOH溶液；Al（OH）3；②稀硫酸；稀氨水；
③Zn（OH）2+4NH3=[Zn（NH3）4]2++2OH﹣；
或Zn（OH）2+4NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++2OH﹣+4H2O．
【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）4]2+，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；
①上述分析可知，试剂I为氢氧化钠溶液，沉淀B为Al（OH）3；
②操作Ⅰ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．
③Zn（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）4]2++2OH﹣；或
Zn（OH）2+4NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++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．
9．有一镁铝混合物重a g，取其一半和足量的盐酸反应，放出V1L的氢气。

取其另一半和足量的NaOH溶液反应，放出V2L的氢气（均为标况下）。

求混合物中镁和铝的质量比。

_____________
【答案】4(V1-V2):3V2
【解析】混合物与盐酸反应则两者皆反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，与氢氧化钠则镁不反应，Al才发生反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由于等量的Al 与盐酸或NaOH生成的氢气一样多，则Mg与稀盐酸反应生成的氢气为（V1-V2）L，Al与稀盐酸反应放出的氢气为V2L；原混合物中镁和铝的质量比为
:=4(V1-V2):3V2。

10．镁合金是重要的民用和航空材料，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)2·6H2O，其流程如下：
已知：I卤块主要成分为Mg Cl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。

Ⅱ可选用的试剂：H2O2,稀硫酸、KMnO4溶液、MgCl2溶液、MgO。

①加入BaCl2溶液的目的是____________。

②步骤X中需将Fe2＋转化为Fe3＋，所选的试剂为__________。

③Mg(ClO3)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）①沉淀SO42－（或除去SO42－）（1分）
②H2O2（1分）
③ClO 3—+6Fe2++6H+====6Fe3++Cl-+3H2O（2分）、Fe3++SCN-Fe(SCN)3(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+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）①根据题给流程知，加入BaCl2溶液的目的是沉淀SO42－（或除去SO42－）；②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；③Mg(ClO3)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：ClO3—
+6Fe2++6H+====6Fe3++Cl-+3H 2O、Fe3++SCN-Fe(SCN)3。

考点：考查电子式、化学方程式的书写，化学工艺流程。