2020-2021备战高考化学 镁及其化合物 培优练习(含答案)及答案

2020-2021备战高考化学镁及其化合物培优练习(含答案)及答案
一、镁及其化合物
1．X、Y、Z三种物质有如下的所示关系；
(1)根据上述转化关系，推断下列物质的化学式：
X_________，Y_________，Z_________，试剂甲_________，试剂乙_________。

(2)写出上述①~⑤步反应的离子方程式：
①____________________________；②__________________________；
③__________________________；④_________________________；
⑤___________________________。

【答案】MgSO4 Mg(OH)2 MgCl2 BaCl2 AgNO3 Ba2++ 2H+= BaSO4↓ Mg2++ 2OH-=
Mg(OH)2↓ Mg(OH)2+ 2H+= Mg2++ 2H2O Ag++ Cl-= AgCl↓ Ba2++ 2H+= BaSO4↓
【解析】
【分析】
X与稀盐酸不反应，且与硝酸钡反应生成硝酸镁，则X为MgSO4等，由转化关系可知，Y 为Mg(OH)2、Z为MgCl2，试剂甲为BaCl2、试剂乙为AgNO3。

【详解】
(1)X与稀盐酸不反应，且与硝酸钡反应生成硝酸镁，则X为MgSO4等，由转化关系可知，Y为Mg(OH)2、Z为MgCl2，试剂甲为BaCl2、试剂乙为AgNO3；
(2)反应的离子方程式为：①Ba2++SO═BaSO4↓；反应②的离子方程式为：Mg2++2OH-
═Mg(OH)2↓；反应③的离子方程式为：Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O；反应发离子方程式为：④Ag++Cl-═AgCl↓；反应⑤发离子方程式为：Ba2++SO═BaSO4↓。

2．X、Y、Z三种物质有如下转化关系：
(1)根据上述转化关系，写出下列物质的
化学式：X_____、Y_____、Z___
试剂甲_____，试剂乙________
(2)写出上述③④⑤步反应的离子方程式：_____________；___________；___________【答案】MgSO4Mg(OH)MgCl2BaCl2AgNO3Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O Ag++Cl−=AgCl↓
Ba2++SO42−=BaSO4↓
【解析】
【分析】
【详解】
(1)X和硝酸钡反应生成硝酸镁，则X应为MgSO4，加入NaOH反应生成Mg(OH)2,与盐酸反应生成MgCl2，则Y为Mg(OH)2，Z为MgCl2，MgSO4可与BaCl2反应生成MgCl2，则甲为BaCl2，MgCl2与AgNO3反应生成硝酸镁，则乙为AgNO3，
故答案为MgSO4；Mg(OH)2；MgCl2；BaCl2；AgNO3；
(2)③为Mg(OH)2和盐酸的反应,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O，
④为MgCl2和AgNO3的反应,反应的离子方程式为Ag++Cl−=AgCl↓，
⑤为MgSO4和BaCl2的反应,反应的离子方程式为Ba2++SO42−=BaSO4↓，
故答案为③Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O、④Ag++Cl−=AgCl↓、⑤Ba2++SO42−=BaSO4↓。

3．有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A的原子核无中子，能与B、C分别形成10电子的化合物；B、C的质子数之和与E的质子数相等，B、C的族序数为奇数；D、E位于同一周期，D的阳离子所带的正电荷数等于该阳离子的电子层数．试回答下列问题：
（1）C与D形成的化合物的电子式．
(2）写出D的单质与CO2反应的化学方程式．
（3）“嫦娥一号”发射所用的液体燃料是上述（填元素名称）元素的单质．
(4)工业上，使元素E的低价氧化物转化为其最高价氧化物的设备名称为．
(5)在一定的条件下，A2、B2混合物经过一段时间的反应后，B2的浓度减小了0. 3 mol/L.[此时间内A2表示的化学反应速率为0. 45 mol/（L·s）．则此段反应时间为 s
【答案】（1） (2) 2Mg+CO22MgO+C (3)氢 (4）接触室(5) 2
【解析】
【分析】
有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A的原子核无中子,则A为H,能与B、C分别形成10电子的化合物,B、C的族序数为奇数,则B为N,C为F,B、C的质子数之和与E的质子数相等,则E为S,D、E位于同一周期,D的阳离子所带的正电荷数等于该阳离子的电子层数,则D为Mg,据此答题。

【详解】
有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A的原子核无中子，则A 为H，能与B、C分别形成10电子的化合物，B、C的族序数为奇数，则B为N，C为F，B、C的质子数之和与E的质子数相等，则E为S，D、E位于同一周期，D的阳离子所带的正电荷数等于该阳离子的电子层数，则D为Mg，
（1）C与D形成的化合物为MgF2，其电子式为；
因此，本题正确答案是：；
（2）Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C；
因此，本题正确答案是：2Mg+CO22MgO+C；
（3）“嫦娥一号”发射所用的液体燃料是氢元素的单质，
因此，本题正确答案是：氢；
（4）工业上，使二氧化硫转化为三氧化硫的设备名称为接触室；
因此，本题正确答案是：接触室；
（5）在一定的条件下，H2、N2混合物经过一段时间的反应后，N2的浓度减小了
0.3mol/L．此时间内H2表示的化学反应速率为0.45mol/（L•s），则用N2表示的化学反应速率为0.15mol/（L•s），根据t=∆c/v可以知道，此段反应时间为0.3/0.15=2s；
因此，本题正确答案是：2。

4．（1）有镁和铁的混合物共4.0克，与200毫升盐酸恰好完全反应，在标准状况下共收集到2.24L气体。

假设反应后溶液体积不变，则铁的质量为_____g；反应后溶液中Mg2+的物质的量浓度为_______。

（2）一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合气体用 100 mL、2.00 moL·L-1NaOH 溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有 NaClO 的物质的量为 0.05mol。

试计算下列问题：所得溶液中 Cl-的物质的量为_______ ；所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（C12）：n（H2）为_______ 。

【答案】 2.8 0.25mol· L－1 0.15 mol 2:1
【解析】试题分析：本题考查混合物的计算，涉及Mg、Fe与酸的反应，Cl2与H2、NaOH 的反应。

（1）根据反应的化学方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可列式：n
（Mg）+n（Fe）=
2.24L
22.4L/mol
，24g/moln（Mg）+56g/moln（Fe）=4.0g，解得n（Mg）
=0.05mol，n（Fe）=0.05mol；则铁的质量m（Fe）=0.05mol⨯56g/mol=2.8g；根据Mg守
恒，n（Mg2+）=n（Mg）=0.05mol，c（Mg2+）=0.05mol
0.2L
=0.25mol/L。

（2）H2在Cl2中燃烧生成HCl，HCl与NaOH溶液的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O；用NaOH溶液吸收后所得溶液中含NaClO，说明H2在Cl2中燃烧后Cl2过量，过量Cl2与NaOH溶液发生的反应为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。

根据Na和Cl守恒，反应后溶液中n（NaCl）+n（NaClO）=n（NaOH）=2mol/L⨯0.1L=0.2mol，n（NaClO）=0.05mol，则n（NaCl）=0.2mol-0.05mol=0.15mol，所得溶液中Cl-物质的量为0.15mol。

根据Cl守恒，所用Cl2物质的量为（0.15mol+0.05mol）÷2=0.1mol；生成0.05molNaClO的同时生成0.05molNaCl，则由HCl与NaOH反应生成的NaCl为0.15mol-0.05mol=0.1mol，HCl物质
的量为0.1mol，根据反应H2+Cl22HCl，参加反应的H2物质的量为0.05mol，所用Cl2
与参加反应的H2物质的量之比n（Cl2）：n（H2）=0.1mol：0.05mol=2:1。

5．
将3.9g的镁铝合金粉末放于过量的盐酸中，产生的气体体积在标况下是4.48L。

请计算：
(1)合金中镁的质量分数；
(2)合金中镁铝的物质的量之比。

【答案】(1)30.77% (2)n(Mg) ∶n(Al) ＝1∶2
【解析】
设合金中镁的物质的量为x ，铝的物质的量为y ，则：
Mg + 2HCl ====MgCl 2 + H 2↑
1 22.4
x 22.4x
2Al +6HCl =====2AlCl 3 +3 H 2↑
2 3⨯22.4
y 33.6y
24x + 27y=3.9
22.4x+ 33.6y=4.48
解得x=0.05mol ，y=0.1mol ；
（1）合金中镁的质量分数=0.0524100%3.9
⨯⨯=30.77%； （2）)n(Mg) ∶n(Al) ＝0.05mol : 0.1mol =1∶2。

6．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SiO 2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。

7．铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。

研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%~5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。

填写下列空白。

[方案一]
〖实验方案〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。

（1）实验中发生反应的化学方程式是___________________________。

（2）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。

为使其反应完全，则NaOH溶液的体积V ≥ ______________。

过滤、洗涤、干燥、称量固体。

该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

[方案二]
〖实验方案〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01105Pa）的体积。

〖问题讨论〗（3）同学们拟选用图一实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接（______）（_______）接（______）（）接（）（填接口字母，可不填满。

）②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶中。

请你帮助分析原因_________________________。

③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为最合理的是__________。

（有几个选几个）。

A．等待实验装置冷却后再读数
B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平
C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平
D．视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积
（4）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。

于是他们设计了图二的实验装置。

①装置中导管a的作用是_________________________。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。

则产生氢气的体积为
_________mL。

（用含V1、V2的式子表达）
【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 97mL 偏高 E D G 镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大 ACD 使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 V1-V2
【解析】
方案一：⑴.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式
为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
⑵.含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为5.4g×(1−3%)=5.4×97% g，则：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
54g 2mol
5.4g×97% g V×10−3L×2.0mol/L
得54g:(5.4g×97% g)=2mol:(V×10−3L×2.0mol/L)，解得V=97，NaOH溶液的体积⩾97mL；镁上会附着偏铝酸钠等物质，若未洗涤固体，会导致测定镁的质量偏大，镁的质量分数偏高；故答案为97mL；偏高；
方案二：⑶.①.合金与稀硫酸反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：(A)接(E)、(D)接(G)；
故答案为E、D、G；
②.镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大，导致硫酸不能顺利滴入锥形瓶；故答案为镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大；③.反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平
读取氢气的体积；
故答案选ACD；
⑷.①.装置中导管a的作用是：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差，故答案为使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
②.滴定管的0刻度在上方，两次读取的体积数值之差为测定的氢气的体积，收集氢气后滴定管内液面上升，读数减小，所以测定氢气的体积为V1−V2，故答案为V1−V2。

8．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-+2H2O=2AlO2－+3H2↑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 -。

9．海洋是一座巨大的化学资源宝库，从中可以提取许多常见的化学物质，结合所学知识回答下列问题，
(1)“吹出法”提溴空气吹出法是工业规模提溴的常用方法，其流程如下：
其中步骤②～④的目的是________________________________________________。

步骤③
反应的离子方程式为_______________________________________________。

除SO2外，步骤③还可以选用Na2CO3溶液吸收溴，主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3（未配平），吸收1molBr2时，转移电子的物质的量为__________________mol。

（2）实验室模拟从海带中提取碘，可能经历如下操作(或过程），请选择必要的操作(或过程），并按实验的先后顺序排列________________________________________________(填写编号）
仪器X的名称__________________，将X中的液体分离的具体操作为：打开X上端玻璃塞，
_______________________________________________________________________________。

（3）卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。

现以卤块为原料按下图流程制备轻质氧化镁，若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低
．．．．．．，请根据表1和表2提供的资料，回答下列问题：
已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去。

步骤①反应的离子方程式为：___________________________________________________；步骤②的反应方程式为：_______________________________________________________。

【答案】富集溴元素（或提高溴水浓度，意思正确可得分）SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-5
3
CEAD分液漏斗再打开分液漏斗活塞，使下层液体从下口放出，待下层液体刚好放出时，关闭分液漏斗活塞，再从上口将上层液体倒出ClO-+2H++2Fe2+=2Fe3++Cl-+H2O
MgCO3+H2O
Mg(OH)2+CO2↑
【解析】
【详解】
(1) 氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，生产成本高。

“空气吹出、吸收、氧化”的过程实际上是一个的浓缩过程；Na2CO3溶液吸收溴反应配平可得：3Br2+6Na2CO3+3H2O=5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3，其中溴与转移的电子的关系为：3 Br2——5e-，故答案为富集溴元素（或提高溴水浓度，意思正确可得
分）、SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-、5
3
；(2)由从海带中提取碘的实验分析可得结论，故
答案为CEAD、分液漏斗、再打开分液漏斗活塞，使下层液体从下口放出，待下层液体刚好放出时，关闭分液漏斗活塞，再从上口将上层液体倒出；(3) 步骤①是为了将Fe2+氧化成Fe3+，并在控制合适的pH条件时生成Fe（OH）3沉淀而除之，虽然漂液和H2O2都可采用，但对比表2提供的原料价格可以看出，漂液比H2O2的价格低得多，所以选漂液最合理，故X为漂液；加入Y的目的是使镁离子沉淀，Y为纯碱，故答案为ClO-
+2H++2Fe2+=2Fe3++Cl-+H2O、 MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。

【点睛】
本题通过从海水中提溴、从海带中提碘和以卤块为原料制取轻质氧化镁的工艺流程，考查了物质制备实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握化学基本实验操作方法，明确物质制备实验方案设计原则，试题综合性较强、涉及原理、操作、环保、经济等多方面的因素，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。

10．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。