2020-2021精选备战高考化学易错题专题复习镁及其化合物

1、2020-2021 精选备战高考化学易错题专题复习镁及其化合物一、镁及其化合物1 镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：试回答下列问题：（1）在镁铝合金中加入 NaOH 溶液，写出反应的化学反应方程式 ，固体 B 的化学式 。（2）操作 包含的实验步骤有：蒸发浓缩、洗涤、干燥。（3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为4.95 g，硫酸铝晶体的质

2、量为49.95 g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K， 553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG 曲线见下图 ,已知：。根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。【答案】（ 1） 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（ 2） Al(OH)3（3）冷却结晶 （4）过滤减少晶体的溶解（ 5）洗去晶体表面杂质（ 6）有利于晶体的干燥（ 7） Al2(SO4)318H2O（ 8）Al2

3、 (SO4)33H2O （9） Al2(SO4)3Al2O3+3SO【解析】【分析】向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，镁不反应，固体A 为 Mg，采用过滤的方法进行分离，向滤液中通入二氧化碳，发生反应：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3，再通过过量进行分离，固体 B 为氢氧化铝，氢氧化铝与硫酸反应得到硫酸铝溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体（ 1） Al 和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应；（ 2）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；（

4、3）用乙醇洗涤，可以减少晶体的溶解，有利于晶体的干燥；（4） Al 的质量为9g-4.95g=4.05g，设硫酸铝晶体化学式为：Al2（ SO4） 3nH 2O，根据 Al 元素守恒计算硫酸铝晶体的物质的量，再计算硫酸铝晶体的相对分子质量，进而计算n 的值，确定化学式；（ 5）根据（ 4）中计算可知，晶体中结晶水的质量分数，低温加热，首先失去结晶水，高温下，最终硫酸铝分解，根据失重 %计算判断各阶段分解产物，再书写化学方程式；【详解】（1）在镁铝合金中加入NaOH 溶液， Al 可以与强碱溶液发生反应，而Mg 不能反应，该反应的化学反应方程式是2Al+2NaOH+2H2 O=2NaAlO2+3

5、H2；所以固体 A 是 Mg；向滤液中通入过量的 CO2 气体，由于酸性 H2 CO3Al(OH)3,会发生反应： NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH) +NaHCO；所以固体 B 是 Al(OH) ；333（2）用硫酸溶解该固体，发生反应：2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O；得到的溶液C 是Al2 (SO4)3 溶液；由于其溶解度随温度的升高而增大，所以从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥；（ 3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，来洗去表面的杂质离子，选用无水乙醇的原因是减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥；（ 4

6、）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为 4.95 g，金属发生反应，而镁不反应，减少的质量为金属铝的质量，则m(Al)= 9.00g4.95 g=4.05g， n(Al)=4.05g=0.15mol ，硫酸铝晶体的质量为49.95 g，硫酸铝晶体中含有SO42-的物质的量为27g / mol42-)=33+324 3的质量是24 30.15moln(SOn(Al)= 0.15mol=0.225mol, Al (SO )m(Al (SO ) )= ()222 342g/mol=25.65g，则含有的结晶水的物质的量是（49.95g25.65g）n(H O)=1.

7、35mol ，218g / mol则 n(Al 24 320.15mol(SO )： n(H O)= ()： 1.35mol=1 ： 18，所以该结晶水合物的化学式是：2Al2 (SO4)318H2O。（ 5）在第一个阶段，减少的水的质量是：m(H2 O)= 40.54% 49.95g=20.25g，失去的结晶水20.25g的物质的量是：n(H2O)=1.125mol ，则在晶体中n(Al2 (SO4)3)：18g / moln(H2O)= 0.15mol ：（ 1.35mol 1.125mol ） =1： 3，所以此时得到的晶体的化学式是2Al2 (SO4)33H2O；（ 49.95 g48

8、.65%）在第二个阶段，失去结晶水的物质的量是n(H2O)=1.35mol ，结晶水18g / mol完全失去，得到的固体物质是：Al2(SO4)3，则在第三个阶段加热发生分解反应，是硫酸铝的分解，方程式是：Al2 (SO4)3Al2O3+3SO3。2 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 _

9、 。【答案】 (1) NH4HCO3(2) 4NH +5O4NO + 6H O CO + 2Mg = 2MgO+C3222+-2-+2H2O(3) NH4 + HCO3+2OH= NH3+CO3【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

10、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+点燃2Mg2MgO+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；3 在一定条件下，单质BC DE都能与A单质发生化合反应，转化关系如图所示。已、 、知： G 是黑色晶体，能吸附B 单质； H 能与氢氧化钠溶液或盐酸反应；实验时在G和 C 的混合物表面加入某强氧化剂粉末，在表面上插入一根除去氧化膜的E 片，点燃E 引发 G 与 C 的反应； I 是绿色植物光合作用的原料，温室中常用它作肥

11、料。根据上述信息，回答下列问题：(1)I 的电子式为 _， G 的俗名是 _。(2)以 C 和 E 为电极在 NaOH 溶液中构成原电池，该原电池的负极反应式为_。(3)根据 E 和 A 反应的能量变化图像写出热化学方程式：_ 。(4)两种常见含 C元素的盐，一种 pH7，另一种 pH7，该盐为偏铝酸盐，另一种pH或”“ 8.7 g15 g 【解析】试题分析 ：（ 1）镁既能在氧气中燃烧又能在氮气中燃烧，氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的 MgO，还生成少量的 Mg3N2。（2） CH3MgCl 是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为3+2， CH MgCl 水解

12、时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2422O=2CH +MgCl +Mg(OH) 。（3）氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以溶解度：Ca(OH)2 Mg(OH)2。“煅烧 ”时称取 27.6 g 白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2 为 6.72 L(标准状况下 )，则 CO2的物质的量为0.3mol 。由碳元素守恒可得，n(CaCO )+n(MgCO )=0.3mol ， 100g/moln(CaCO )+84 g/moln(MgCO )=27.6g，解之得3333n(CaCO ) =0.15mol ， n(MgCO)=0.15mol