2020-2021全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考模拟和真题分类汇总及详细答案

2020-2021全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考模拟和真题分类汇总
及详细答案
一、镁及其化合物
1．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。

2．A、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】HCl MgCl2 FeCl3 AlCl3 NaOH
【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(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。

3．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。

4．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,向所得溶液中滴加5.0 mol·L-1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
子个数守恒可知，合金中镁的质量为11.6
58/g
g mol
×24g/mol=4.8g，铝的质量为
7.8 78/g
g mol ×27g/mol=2.7g，则铝的物质的量分数为 2.7
4.8 2.7
g
g 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，由电荷守恒可得n（Na+）=n（Cl-）+n（AlO2-），n（Cl-）=5.0 mol·L-1×0.18L—
0.1mol=0.8mol，则200 mL盐酸的浓度为0.80.2mol L=4mol/L，故答案为：4mol/L。

5．将镁、铝的混合物共0.2mol，溶于200mL4mol/L的盐酸溶液中，然后再滴加2mol/L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_____________________；
（3）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=______mL；
（4）若镁、铝的混合物仍为0.2mol，其中镁的物质的量分数为a，现在改用
200mL4mol•L-1的硫酸溶解此混合物后，再加入840mL 2mol•L-1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，则a的取值范围为______．
【答案】0.08 H++OH-=H2O； 400 0.6≤a＜1
【解析】
【详解】
（1）当V1=160mL时，此时，溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl的混合液，由Na+离子守恒可知，n(NaCl)=n(Na+)=n(NaOH)=0.16L×2mol/L=0.32mol，200mL 4mol•L-1的盐酸溶液中含有氯化氢的物质的量为：4mol/L×0.2L=0.8mol，设混合物中含有MgCl2xmol、AlCl3为ymol，则：根据Mg原子、Al原子守恒有：x+y=0.2，根据Cl-离子守恒有：2x+3y=0.8-0.32=0.48，联立方程解得：x=0.12、y=0.08，所以金属粉末中：n(Mg)=0.12mol、n(Al)=y=0.08mol，故答案为0.08；
（2）0～V1段，滴入氢氧化钠溶液后没有生成沉淀，说明盐酸过量，滴入的氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，反应的离子方程式为：H++OH-=H2O，故答案为H++OH-=H2O；（3）当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，此时，溶液是NaCl溶液，根据Cl-离子和Na+离子守恒有：n(Na+)=n(NaCl)=(HCl)=4mol/L×0.2L=0.8mol，所以需要加入氢氧化钠溶液体积为：
V(NaOH)==0.4L=400mL，故答案为400；
（4）由于为金属混合物，则a＜1，Al的物质的量为：0.2(1-a)mol，反应后的混合溶液，再加入840mL 2mol•L-1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3，则溶质为硫酸钠、偏铝酸钠，根据铝元素守恒可知：n(NaAlO2)=0.2(1-a)mol，根据钠离子守恒，应满足：
n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)，即0.84×2≥2×0.2×4+0.2(1-a)，解得：a≥0.6，所以a的取值范围为：故0.6≤a＜1，故答案为0.6≤a＜1。

【点晴】
本题考查了有关混合物反应的计算，题目难度较大，对于图象题，要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分，结合方程式对有关问题进行分析；注意守恒思想的运用，使计算简化。

6．在标准状况下，分别取30mL相同浓度的盐酸依次装入①②③试管中，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝混合物，相同条件下，测得有关数据如表所示反应前后体积不变）
实验序号①②③
混合物质量/mg2555101020
气体体积/mL280336336
（1）盐酸的物质的量浓度为__________mol/L。

（2）混合物中Mg和Al的物质的量之比为_________。

【答案】11:1
【解析】
【分析】
镁铝均能和盐酸反应产生氢气，由表中数据可知，30mL盐酸最多可以生成336mLH2。

因此，在实验①中，金属混合物完全溶解了，而实验③中，金属混合物肯定有剩余。

【详解】
（1）由表中数据可知，30mL盐酸最多可以生成336mLH2，因此，盐酸中
n(H+)=2n(H2)=
0.336
2
22.4/
L
L mol
⨯=0.03mol，所以盐酸的物质的量浓度为
0.03
0.03
mol
L
=1mol/L。

（2）实验①中，255mg混合物完全溶解生成280mL H2，
n(Mg)⨯24g/mol+n(Al)⨯27g/mol=0.255g，根据电子转移守恒可得2 n(Mg)+3 n(Al)=
2n(H2)=
0.280
2
22.4/
L
L mol
⨯=0.025mol，联立方程组可以求出n(Mg)= n(Al)= 0.005mol，所以
Mg和Al的物质的量之比为1:1。

7．天然水大多含Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，加热会产生水垢，水垢中一定含有CaCO3和Mg(OH)2，可能含有MgCO3。

(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MgCO3转换成难溶的Mg(OH)2，写出发生反应的化学方程式。

____________________________________________
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，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+H2OƒH2CO3、H2CO3ƒH++HCO3-或CO2+H2OƒHCO3-+H+
MgCO3+H2O→Mg(OH)2+CO2 . NaOH溶液吸收空气中H2O和CO2，防止其进入E中干扰实验测定；排尽装置中的产物CO2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CaCO3、MgCO3、Mg(OH)2高温分解生成CO2、H2O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+H2OƒH2CO3，碳酸微弱电离生成HCO3-：H2CO3ƒH++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+H2O Mg(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MgCO3。

装置E增重2.200g为CO2质量，二氧化碳的物质的量是0.05mol，若全部来自CaCO3分解，则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，特别要排除空气、杂质等干扰。

8．为探究某抗酸药X的组成，进行如下实验：
查阅资料：
①抗酸药X的组成通式可表示为：Mg m Al n(OH)p(CO3)q（m、n、p、q为≥0的整数）。

②Al(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pH>12溶解为AlO2－。

③Mg2+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Ⅰ所得的溶液中滴加氨水，调节pH至5~6，过滤生成白色沉淀B
III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）Ⅰ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】CO2 Al3++3NH3·H2O===Al (OH)3↓+3NH4+ Al (OH)3+OH－===AlO2－+2H2O Mg(OH)2 Mg3Al2(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】
(1)抗酸药X的通式中有CO32－、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 只能是CO2。

(2)实验I的溶液中溶质有MgCl2、AlCl3、HCl。

据资料②③可知，用氨水调节pH至
5~6，Mg2+不沉淀、Al3+完全沉淀。

则实验II中生成B的离子方程式Al3++3NH3·H2O＝Al (OH)3↓+3NH4+。

(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－+2H2O。

(4)实验II的滤液中溶有MgCl2、NH4Cl。

滴加NaOH溶液调节pH至12时，Mg2+完全沉淀，则C为Mg(OH)2。

(5)n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3，即CO32－、Al3+、Mg2+的物质的量之比为1∶2∶3。

设CO32－、Al3+、Mg2+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Mg3Al2(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。

9．某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.
（提示：镁、铝均与酸反应，铝还能和碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）
实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。

（1）A中试剂为______.（填“NaOH溶液”或“稀盐酸”）
（2）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录
C 的液面位置；②将B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B 中不再有气体产生并恢复至室温；④由A 向B 中滴加足量试剂；⑤检查气密性；⑥调整橡胶软管使
D 和C 的液面相平。

上述操作的顺序是__________；（填序号）
（3）B 中发生反应的离子方程式为__________________
（4）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将___________.（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）
（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml （已换算为标准状况），B 中剩余固体的质量为c g ，则铝的相对原子质量为__________.（用含a 、b 、c 的代数式表示）
【答案】NaOH 溶液 ⑤①④③⑥①② 2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2－+3H 2↑ 偏小
33600a c b
-（） 【解析】
【分析】
(1)Mg 、Al 均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al 可以和碱反应而不和Mg 反应，则可以用NaOH 与Al 反应制得H 2，然后用排水法收集H 2，以计算Al 的量；
(2)整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录C 中的液面，两者相减即为产生H 2的量；最后称得的固体即为Mg 的质量．在读数时要注意D 、C 液面相平，否则气体将受压，造成读数不准；
(3)B 中发生的是Al 与碱的反应；
(4)未洗涤，则造成(a-c)变小，再分析判断；
(5)(a-c)即为铝的质量，再除以Al 的物质的量即为铝的摩尔质量，而n(Al)可以由产生的H 2获得。

【详解】
(1)根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱(如NaOH 溶液)反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH 溶液；
(2)实验时首先要检查气密性，记下量气管中C 的液面位置，再加入NaOH 溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，调整橡胶软管使D 和C 的液面相平，再记录量气管中C 的液面位置，最后将B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；故答案为⑤①④③⑥①②；
(3)B 管中铝与NaOH 溶液的反应生成NaAlO 2和H 2，离子反应方程式为2Al+2OH -
+2H 2O=2AlO 2－+3H 2↑；
(4)铝的质量分数为：()a c a
-×100%，实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，c 值偏大，铝的质量分数偏小；
(5)铝镁合金的质量为a g ，B 中剩余固体镁的质量为c g ，则参加反应的铝的质量为(a-c)g ，设铝的相对原子质量为M ，则：
2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑
2M 3×22400ml (a-c)g bml
解之得：M=
() 33600a c
b
-。

10．今有甲、乙两种固体物质，已知其中之一为氧化镁；另有A、B、C、D四种无色溶液分别为氢氧化钠溶液、硝酸镁溶液、硝酸钠溶液和稀硝酸中的某一种，它们之间的相互转变关系可用下列式子表示：
（1）乙＋B→A＋水（2）A＋C→乙＋D （3）B＋甲→A＋水
试判断：A、B、C、D各是什么溶液? 甲、乙各是什么物质？（用化学式回答）
A________、B_________、C_________、D_________、甲________、乙_________
【答案】Mg(NO3)2HNO3NaOH NaNO3MgO Mg(OH)2
【解析】根据题目中的信息：“甲、乙两种物质，已知其中一种是氧化镁”，“A、B、C、D 四种无色溶液，它们分别是氢氧化钠溶液、硝酸镁溶液、硝酸钠溶液和稀硝酸中的一种”，“（1）乙+B®A+水（2）A+C®乙+D （3）甲+B®A+水”，故推测甲、乙、A、B、C、D分别为氧化镁、氢氧化镁、硝酸镁溶液、稀硝酸、氢氧化钠溶液、硝酸钠溶液，代入进行检验，符合题意，则A是 Mg(NO3)2、B是HNO3、C是NaOH、D是NaNO3、甲是Mg、乙是Mg(OH)2。

点睛：解答这类鉴别推断题时，首先要寻找突破口（即“甲、乙两种物质，已知其中一种是氧化镁”），然后根据题意和图示信息，顺藤摸瓜地展开分析，“（1）乙+B®A+水
（2）A+C®乙+D （3）甲+B®A+水”，推断出各物质后，再按照题目的要求认真填写即可。