备战高考化学专题复习分类练习 镁及其化合物推断题综合解答题含详细答案.docx

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备战高考化学专题复习分类练习镁及其化合物推断题综合解答题含详细答案

2020-2021备战高考化学专题复习分类练习镁及其化合物推断题综合解答题含详细答案

一、镁及其化合物

1．下图中A-J分别代表相关反应的一种物质。

已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出。

请填写以下空白：

（1）A的化学式为______________，B的电子式为_________________。

（2）写出下列反应②的化学方程式：

___________________。

（3）写出反应③的离子方程式：

_________________。

（4）写出J与F反应的化学方程式：

______________。

（5）在反应④中，当生成标准状况下2.24LG时，转移电子的物质的量为_______mol。

【答案】NH4HCO3

4NH3+5O2

4NO+6H2ONH4++HCO3-+2OH-

NH3↑+CO32-+2H2OC+HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O0.2

【解析】A受热能分解，分解得到等物质的量的B、C、D，且A与碱反应生成D，则A为酸式盐或铵盐，C能和过氧化钠反应，则C为水或二氧化碳，镁条能在B中燃烧，则B为二氧化碳或氧气，因为A受热分解生成B、C、D，则B为二氧化碳，C为水，水和过氧化钠反应生成NaOH和O2，D能在催化剂条件下反应生成H，则D是NH3，G是O2，H是NO，I是NO2，J是HNO3，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，C和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，则E是MgO，F是C，通过以上分析知，A为NH4HCO3，

（1）根据上面的分析可知，A为NH4HCO3，B为CO2，其电子式为

；

（2）反应②为在催化剂、加热条件下，氨气被氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：

4NH3+5O2

4NO+6H2O；

（3）在加热条件下，碳酸氢铵和氢氧化钠反应的离子方程式为：

NH4++HCO3-+2OH-

NH3↑+CO32-+2H2O；

（4）在加热条件下，碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为：

C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（5）水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，当生成标况下2.24L氧气时转移电子的物质的量=

=0.2mol。

解：

无机推断题的一般解题思路：

①审清题意，从题干迅速浏览、整体扫描、产生印象，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求；②找“题眼”即找到解题的突破口，此步非常关键；③从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，依物质的特性或转移特征来确定“突破口”，大胆猜测，顺藤摸瓜，进行综合分析、推理，初步得出结论；④验证确认将结果放入原题检验，完全符合才算正确；④按题目的要求写出答案。

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②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①的离子方程式是___。

（2）步骤②的化学方程式是_____。

【答案】Mg2SiMg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+SiH4+2KMnO4=2MnO2↓+Na2SiO3+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X7.20g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：

Mg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+，故答案为：

Mg2Si；Mg2Si+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．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+SiO2

Si+2CO↑

（2）2F2＋2H2O===4HF＋O2

（3）SO2＋2H2S===3S＋2H2O

（4）2Mg+CO2

2MgO+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+SiO2

Si+2CO↑；

综上所述，本题正确答案：

2C+SiO2

Si+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+CO2

2MgO+C；

综上所述，本题正确答案：

2Mg+CO2

2MgO+C。

4．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0.3mol/L.[此时间内A2表示的化学反应速率为0.45mol/（L·s）．则此段反应时间为s

【答案】

（1）

（2）2Mg+CO2

2MgO+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+CO2

2MgO+C；

因此，本题正确答案是：

2Mg+CO2

2MgO+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。

5．A、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1mol气体C参与反应时，反应转移电子的物质的量为__________。

【答案】Na2O2Na+O2

Na2O21:

1CO22CO+O2

2CO24mol。

【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，C为Na2O2，B为Na2O；Na在氧气中燃烧生成Na2O2，方程式为2Na+O2

Na2O2；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2CO+O2

2CO2；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1molCO2参与反应时转移电子的物质的量为4mol。

6．将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.0mol·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

×24g/mol=4.8g，铝的质量为

×27g/mol=2.7g，则铝的物质的量分数为

×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-）=5.0mol·L-1×0.18L—0.1mol=0.8mol，则200mL盐酸的浓度为

=4mol/L，故答案为：

4mol/L。

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】SMgOMgS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．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子

CO

、SiO

、AlO

、Cl－

阳离子

Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH

、Na＋

现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量（n）与加入试剂体积（V）的关系如图所示。

（1）若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子（指来源于X溶液的，下同）是___，ab段发生反应的离子是______________，bc段发生反应的离子方程式为______________。

（2）若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是___________________。

ab段反应的离子方程式为_______________________________________。

【答案】SiO32-、AlO

CO32－Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－NH4＋＋OH－===NH3·H2O

【解析】

分析：

（1）无色溶液中不会含有Fe3＋，加入盐酸后能形成的沉淀有Al（OH）3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，由图象知溶液中肯定含有AlO2-、SiO32-。

oa段发生反应的离子为AlO2-、SiO32-，ab段为CO32－,bc段则是Al（OH）3溶解。

（2）当向溶液中加入NaOH时，生成的沉淀为Mg（OH）2、Al（OH）3,ab段是NH4＋与OH－之间发生反应，因Al3＋、Mg2＋不能与CO32－、SiO32-、AlO

共存，故此时溶液中阴离子只有Cl－。

详解:

（1）某无色稀溶液X中,无色溶液中不会含有Fe3＋，加入盐酸后能形成的沉淀有Al（OH）3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸中而后者不能，所以由图象知溶液中含有AlO2-、SiO32-；则oa段发生反应的离子为AlO2-、SiO32-；ab段发生的反应沉淀的量不变,所以ab段为盐酸与CO32－反应,bc段沉淀减少,则是Al（OH）3溶解于盐酸,其反应的离子方程式为：

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

因此，本题正确答案是：

SiO32-、AlO

；CO32－；Al（OH）3＋3H＋═Al3＋＋3H2O；

（2）若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液,先生成沉淀,溶液中可能含Al3＋、Mg2＋或两者中的一种，因为弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存,即溶液中不含CO32－、SiO32-、AlO

，因为溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl－；当ab段时,沉淀的量不变化,是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体:

NH4＋＋OH－═NH3·H2O，即溶液中含NH4＋；当bc段时沉淀的质量减少但没有完全溶解,即部分沉淀和氢氧化钠反应,部分沉淀不反应,说明溶液中有Al3＋、Mg2＋，即bc段的反应为：

Al（OH）3＋OH-═AlO2-+2H2O。

即X中一定含有的离子是Al3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－；因为溶液中有Al3＋、Mg2＋，故oa段转化为沉淀的离子是Al3＋、Mg2＋，ab段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体,反应的离子方程式为NH4＋＋OH－═NH3·H2O；

因此，本题正确答案是：

Al3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－；NH4＋＋OH－═NH3·H2O。

9．金属Mg及其化合物有重要的用途，请回答下列问题

（1）MgO的重要用途有_______。

（写出一种）

（2）井水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，可以通过煮沸的方式将Mg2+转化为Mg（OH）2，发生的离子方程式是：

__________________。

（3）金属Mg可以用来冶炼Ti:

2Mg+TiCl4

Ti+2MgCl2。

可以用作该反应保护气的是_______。

A．HeB．C02C．N2D．HCl

（4）在蒸发皿中放人研细的碘和镁粉，无现象，滴入几滴水后立即产生大量的紫烟，紫烟的成分是_________（填分子式）；对于实验中水的作用，甲同学认为是水溶解了I2，增大了I2与Mg的接触面积，导致了反应加快，乙同学认为是I2与H2O反应生成了酸，是酸与Mg反应放出热量，加快了I2与Mg的反应，请利用供选试剂：

0.01mol/LI2的CCl4溶液、0.01mol/LI2水、I2粉、Mg粉、蒸馏水，设计实验证明哪位同学的说法合理：

____________。

（包括实验过程、现象和结论）

（5）一种新型的Mg-H2O2酸性介质电池工作原理如图，正极发生的电极方程式为：

__________。

【答案】做耐火材料或冶炼MgMg2++2HCO3-

Mg（OH）2↓+2CO2↑AI2取少量的0.01mol/L的CCl4溶液于试管中，加入少量Mg粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。

或取两支试管，分别加入相同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确H2O2+2H++2e-=2H2O

【解析】

（1）MgO的重要用途有做耐火材料或冶炼Mg等。

（2）加热时促进镁离子和碳酸氢根离子的水解反应，因此发生的离子方程式是Mg2++2HCO3-

Mg（OH）2↓+2CO2↑。

（3）镁与CO2、氮气和氯化氢均反应，所以可以用作该反应保护气的是He，答案选A；（4）碘是紫黑色固体，所以紫烟的成分是I2；根据两个假设可知实验方案为：

取少量的0.01mol/L的CCl4溶液于试管中，加入少量Mg粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。

或取两支试管，分别加入相同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确。

（5）原电池中正极发生得到电子的还原反应，因此正极是双氧水得到电子，电极方程式为H2O2+2H++2e-=2H2O。

10．某研究性学习小组以一种工业废料制备高纯MgO，设计了流程如下。

请回答下列问题。

（1）步骤①中生成Mg2+的离子方程式为______________

（2）下列物质可用于代替步骤②中H2O2的是__________

A．NaClB．Cl2C．铁粉D．KMnO4

（3）步骤③中采用如图所示装置除去Fe3+

ⅰ．实验装置图中仪器A的名称为________________

ⅱ．充分振荡并静置分层，打开仪器A上口的玻璃塞后，上、下层分离的正确操作是：

________________

ⅲ．图中存在的错误是：

________________

（4）步骤④中NaOH加入的量是______________（填“少量”或“过量”）

（5）实验中，取工业废料40.0g（MgCO3的含量为42%），得到4.0g高纯氧化镁。

该实验中高纯氧化镁的产率为____________（

）

（6）高纯氧化镁可能具有如下性质和用途，正确的是____________

A．耐酸B．耐碱C．制耐火坩埚D．制信号弹和焰火材料

【答案】MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2OB分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁过量50%BC

【解析】试题分析：

以工业制取高纯MgO为题材，重点考查离子方程式书写、氧化剂的选择、萃取和分液操作、化学计算等知识，考查考生对实验流程图的分析能力。

制备流程中，废料在浓盐酸作用下，MgCO3、Fe和Al的氧化物溶解得到MgCl2、FeCl2、FeCl3、AlCl3，并通过过滤与不溶物分离。

步骤②是将Fe2+氧化成Fe3+，再用有机溶剂萃取、分液分离出来。

水溶液中的MgCl2、AlCl3用过量NaOH反应后得到Mg（OH）2沉淀和NaAlO2溶液，过滤分离后，利用Mg（OH）2制备MgO。

（1）步骤①中Mg2+是MgCO3与盐酸反应的生成物。

正确答案：

MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O。

（2）步骤②是利用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，该氧化过程中没用引入其他杂质。

选项中A与C不具有氧化性，不能替代H2O2，A、C均错误。

C、Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+且不会引入杂质，C正确。

D、KMnO4能够氧化Fe2+，但是还原生成的Mn2+会在最后沉淀生成Mn（OH）2而与Mg（OH）2混合，导致产品不纯，正确答案：

C。

（3）这是一个萃取分液过程，使用的仪器是分液漏斗，萃取静置后，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，图中分液漏斗下端应当与烧杯内壁靠在一起。

正确答案：

分液漏斗、下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出、分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁。

（4）步骤④需要将生成的Al（OH）3溶解，所以要使用过量的NaOH。

正确答案：

过量。

（5）废料中MgCO3质量m=40.0g×42%=16.8g，n（MgCO3）=16.8g÷84g·mol-1=0.2mol，理论上可以得到MgO0.2mol，MgO产率为4.0g÷（0.2mol×40g·mol-1）×100%=50%。

正确答案：

50%。

（6）高纯氧化镁具有氧化镁的所有性质。

A、MgO能够与酸反应，不具有耐酸性，A错误。

B、MgO不能与碱反应，所以具有耐碱性，B正确。

C、MgO的熔点高，可以制耐火坩埚，C正确。

D、MgO没有特征的焰色反应，不适合制信号弹，也不适合制焰火材料，D错误。