化学镁及其化合物的专项培优 易错 难题练习题含答案附详细答案.docx
《化学镁及其化合物的专项培优 易错 难题练习题含答案附详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学镁及其化合物的专项培优 易错 难题练习题含答案附详细答案.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
化学镁及其化合物的专项培优易错难题练习题含答案附详细答案
化学镁及其化合物的专项培优易错难题练习题（含答案）附详细答案
一、镁及其化合物
1．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+Fe2O3
Al2O3+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+CO2
2MgO+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+CO2
2MgO+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。
2．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。
3．把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol·L-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。
①写出OA段的离子反应方程式________
②写出BC段的化学方程式________
③合金中镁的质量__________g。
④盐酸的物质的量浓度___________mol·L-1。
【答案】H++OH-=H2OAl（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O0.120.5
【解析】
【详解】
①由图可知，从开始至加入NaOH溶液10mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，此时发生的反应为：
HCl+NaOH=NaCl+H2O，则OA段的离子反应方程式为H++OH-=H2O；
②继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液为氯化钠溶液．再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，则BC段的化学方程式为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O；
③由图可知，从加入10mL氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，由氢氧根守恒可知3n[Al（OH）3]+2n[Mg（OH）2]=n（NaOH）=（0.06L-0.02L）×1mol/L=0.04mol．从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以n[Al（OH）3]=（0.06-0.05）L×1mol/L=0.01mol，3×0.01mol+2n[Mg（OH）2]=0.04mol,解得n[Mg（OH）2]=0.005mol，由原子守恒n（Mg）=n[Mg（OH）2]=0.005mol，m（Al）=0.01mol×27g•mol-1=0.27g，m（Mg）=0.005mol×24g•mol-1=0.12g，故答案为：
合金中镁的质量为0.12g；
④加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）2和Al（OH）3，溶液为氯化钠溶液，根据钠原子守恒，此时溶液中n（NaCl）=n（NaOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，根据氯原子守恒n（HCl）=0.05mol，盐酸的物质的量浓度为0.05/0.1=0.5mol/L，故答案为：
该盐酸的浓度为0.5mol/L。
4．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。
5．某学习小组设计如下实验制备Mg3N2进行定性的分析。
回答下列问题：
（制备）（装置如图所示）
（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+H2O
NH3·H2O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+N2=Mg3N2在E装置后添加一个装有碱石灰的干操管Mg3N2+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+H2O
NH3·H2O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NH3生成N2，则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3Br2+2NH3=6HBr+N2；
（3）Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，发生反应的化学方式为3Mg+N2=Mg3N2；
（4）因Mg3N2易水解，则需要在E装置后添加一个装有碱石灰的干操管，防止空气中的水蒸气进入E中；
【定性分析】
步骤一，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，根据原子守恒，发生反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O═3Mg（OH）2↓+2NH3↑；
步骤二，弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁，反应的方程式：
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。
6．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）
（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于VmL2.0mol/LNaOH溶液中，使其反应完全，过滤、洗涤、干燥、称量固体。
实验中发生反应的化学方程式是__________.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）
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℃，1.01×105Pa）的体积．
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验如图1：
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，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶．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，你认为合理的是______。
A．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
（2）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2所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是______。
②怎样检查图2装置的气密性____________。
【答案】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑偏高EDG锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中的气体压强变大。
ACD平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；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。
检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。
【解析】
【分析】
方案一：
（1）铝是两性金属，溶于氢氧化钠生成氢气和偏铝酸钠。
镁不与氢氧化钠溶液反应，若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大；
方案二：
（1）①该方案用排水量气法收集生成的氢气，所以最简易的装置是将生成的氢气通入盛满水的广口瓶中，用排出水的体积计算产生氢气的体积，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；
②该过程中有氢气产生，且同时该反应是放热反应，使锥形瓶中的气体压强变大；
③该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时保持广口瓶内的压强与外界大气压相等；
（2）①导管a相当于一个连通器；②根据装置特点可知装置气密性检验方法。
【详解】
方案一：
（1）铝溶于氢氧化钠溶于的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。
若未洗涤，镁上会附着有偏铝酸钠，则会使镁的质量偏大，测得镁的质量分数将偏高；
方案二：
（1）①该方案用排水量气法，用排出水的体积计算产生氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，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）；
②锥形瓶中的气体压强变大，稀硫酸不能滴下；
③该反应放热，所以需要冷却到室温再读数，同时上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平，保持广口瓶内的压强与外界大气压相等，视线与液体的凹面相平读取量筒中水的体积，这样测得的体积才是该条件下的氢气的体积，答案选ACD；
（2）①导管a相当于一个连通器，作用是平衡气压，使稀硫酸能顺利滴下；同时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根据装置特点可知装置气密性检验方法是：
检查装置气密性时，先连接好装置，从碱式滴定管加水，若滴定管中的液面和左边干燥管中的液面有稳定的高度差，则装置不漏气。
7．一定质量的镁、铝混合物投到2mol·L－1的盐酸中，待金属完全溶解后，再向溶液中逐滴加入2mol·L－1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。
则：
（1）0～amL、a～80mL、80～90mL对应反应的离子方程式分别为：
①0～amL：
___；
②amL～80mL：
__、__；
③80mL～90ml：
___。
（2）金属铝的质量为___。
（3）盐酸的体积是__mL。
（4）
=__。
（5）a=__。
【答案】OH-＋H＋=H2OAl3＋＋3OH－=Al（OH）3↓Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓Al（OH）3＋OH－=AlO2-＋2H2O0.54g801.5（或3∶2）20（mL）
【解析】
【分析】
0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，则氢氧化铝沉淀的物质的量为：
2mol/L×0.01L＝0.02mol；当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁，
（1）①0～amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水；
②amL～80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠；
③80mL～90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（2）氢氧化钠的体积在80至90mL段内，所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝，根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量，根据原子守恒确定金属铝的量；
（3）加入80mL氢氧化钠溶液时，溶质为NaCl，根据质量守恒可以计算出氯化氢的物质的量，再根据V＝
计算出盐酸的体积；
（4）由图得到氢氧化镁的质量，根据公式计算出氢氧化镁的物质的量，根据原子守恒确定金属镁的量；
（5）根据金属镁和铝的物质的量算出氯化铝和氯化镁的物质的量，根据化学方程式算出氢氧化钠反应的物质的量，用公式算出体积，则a=80-氢氧化钠的体积，据此解答。
【详解】
0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，则氢氧化铝沉淀的物质的量为：
2mol/L×0.01L＝0.02mol；当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁；
（1）①0～amL为氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，离子方程式为：
OH-＋H＋=H2O；
②amL～80mL为氢氧化钠分别于氯化铝和氯化镁反应生成氢氧化铝和氢氧化镁沉淀与氯化钠，离子方程式为：
Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓；
③80mL～90ml为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：
Al（OH）3＋OH－=AlO2-＋2H2O；
故答案为：
OH-＋H＋=H2O；Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓；Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓；Al（OH）3＋OH－=AlO2-＋2H2O；
（2）从横坐标80mL到90mL这段可以得出：
n（Al（OH）3）＝n（NaOH）＝0.01L×2mol/L＝0.02mol，则n（Al）＝n（Al（OH）3）＝0.02mol，原混合物中铝的质量为：
27g/mol×0.02mol＝0.54g；故答案为：
0.54g；
（3）加入80mL氢氧化钠溶液时，溶质为NaCl，则n（HCl）＝n（NaOH）＝2mol/L×0.08L＝0.16mol，盐酸的体积为：
＝0.08L＝80mL；故答案为：
80；
（4）由图可知m（Mg（OH）2）=1.74g，则n（Mg）=n（Mg（OH）2）=
=0.03mol，
=
=1.5；故答案为：
1.5（或3∶2）；
（5）根据元素守恒，n（MgCl2）=n（Mg）=0.03mol，n（AlCl3）=n（Al）=0.02mol，与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氢氧化铝两种沉淀时消耗的n（NaOH）=2n（MgCl2）+3n（AlCl3）=
=0.12mol，则V（NaOH）=
=0.06L=60mL，则与氯化氢反应的氢氧化钠的体积a=80mL-60mL=20mL，故答案为：
20（mL）。
【点睛】
明确图象各阶段发生的反应是解答本题的关键，注意守恒法在化学计算中的应用。
8．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。
9．实验室探究金属Mg在NOx中的燃烧产物。
回答下列问题：
（1）推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2，则反应的化学方程式为__________________________________________________________。
（2）设计下列装置完成反应且验证产物中有N2（夹持装置已略去，部分装置可重复使用）。
①选择上图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为______________。
安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是__________________。
②装置A中仪器名称为_______________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________。
③验证产物中有N2生成的现象为_______________________________________________。
（3）检验Mg与NOx反应产物中是否存在Mg3N2的操作、现象和结论为________________________________________________________________________________________________
（4）Mg与NOx反应的产物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3，推测其可能的原因。
甲同学认为NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2O
NH3·H2O+H+，因MgO+2H+=Mg2++
升级会员 