2020-2021高考化学备考之镁及其化合物压轴突破训练∶培优易错难题篇及详细答案

1、2020-2021高考化学备考之镁及其化合物压轴突破训练培优详细答案易错 难题篇及一、镁及其化合物1 有关物质的转化关系如下图所示（部分物质和条件已略去）。a 是金属单质，d 是非金属单质，b、 f 是气体且b 无色无味，g是最常见的无色液体。请回答下列问题：(1)c 的化学式为： _。(2)b 的电子式为： _。(3)写出的离子方程式：_。(4)写出的化学方程式，并用“单线桥”标出电子转移的方向和数目_ 。【答案】 mgoh2o+3no2= 2h+-+2no3+no【解析】a是金属单质在无色气体b中燃烧生成非金属单质d，则 a是mg 、 b是 co 、 c是 mgo、 d是 c；2碳可以和浓

2、硫酸、浓硝酸在加热条件下反应生成co ，结合 f与水化合能生成 e，可知 e为浓2硝酸， f为 no2；(1)c的化学式为 mgo；(2)co2是共价化合物，其的子式为；+-(3)no2溶解于水生成硝酸和no的离子方程式为h2o+3no2= 2h +2no3 +no；(4)碳与浓硝酸反应生成co2的反应是氧化还原反应，其反应化学方程式及电子转移的方向和数目为。点睛：此类题的解答一般有以下步骤：思维起点的选择：思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度，推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件（包括文字叙述或某个变化过程）；思维过程的展开：解题者在确定思维起点的基础上，利用题目所给信息，结

3、合已有的化学知识和解题经验，不断地缩小问题状态与目标状态的距离；思维过程的检验：将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合题中条件；金属在无色气体中燃烧生成非金属单质这一特殊反应现象，及时与mg在二氧化碳中燃烧建立联系，展开思维的空间，寻找目标答案。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 _，步骤的离子方程式是 _。（ 2）步骤的化学方程式是 _。【答案】 mg2si2+42+4422322mg si +4h =sih +2mgsih +2kmn

4、o =2mno +na sio +h +h o【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x 7.20g 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：mg 2si+4h+=sih4 +2mg2+，故答案为： mg 2si； mg 2si +4h+=sih4 +2mg2+；（ 2

5、）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 探究无机盐x（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） x 的化学式是 _。（ 2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。（ 3）白色沉淀用途广泛，请列举一例：_。【答案】 mg2 422-32-2sio或 2mgosiosio 2oh =sio+h o 优良的阻燃剂等【解析】【详解】无机盐 x（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白

6、色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1. 80g 为 sio2，物质的1 8g60g/mol0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机量 .盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0. 03mol ，若为硅酸根离子其质量0.03mol76g mol228g4.20g 2 28g1.92g/ .，金属质量- .，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为mg（ oh） 2，金属离子物质的量0. 06mol ，质量为0.06mol 24g/ mol 1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0. 03mol ，质量0.03mo

7、l 92g/ mol 2.76g，金属质量 4. 20g- 2. 76g1 . 44g，物质的量 1. 44g 24g/ mol 0. 06mol ，得到 x 为 mg2sio4。（1） x 的化学式为， mg2sio4；（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是sio2 2oh- sio32- +h2o；（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。4 a、 b、 c、 x 均为中学化学常见物质，它们之间有如下转化关系( 副产物已略去 ) 。（1） x 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则a 不是_(填序号) 。a cb nac ald s若 c 是红棕色气体，则 a 可能是 _或 _。（2）若 x是一

8、种温室气体，单质a 被誉为国防金属，则反应的化学方程式为_ 。（3）若 x为苛性碱， a 是具有臭鸡蛋性气味的气体，则反应的离子方程式为_ 。【答案】 c n2 nh3 2mg+co2- 2-+h2o2mgo+c hs+oh =s【解析】【分析】当 x 为氧气时，符合此转化关系的变化有：c（ ch ） co co、 n（ nh ） no no 、 s（ h s） so so、na na o na o 等；42232223222当 x 为二氧化碳 、 a 为 mg 时，则有如下转化关系：mgcco ；当 x 为 naoh、 a 为 h2s气体时，有如下转化：-2-h2s hss ，据此分析解答

9、。【详解】（1） x 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则x 为 o2， a.当 a 为 c 时，可发生如下转化： ccoco2； b.当 a 为 na 时，可发生如下转化：na na2o na2 o2； c.当 a 为铝时，不能实现上述转化关系；d.当 a 为 s时，可发生如下转化： sso2 so3；若 c 是红棕色气体，则 c 为 no2，转化关系可以是：nh3 no no2 或 n2 no no2，综上所述，答案为：c； n2 或 nh3；（2） x 是一种温室气体，则 x 为二氧化碳；单质a 被誉为国防金属，则 a 为金属 mg ，反应为镁在二氧化碳中燃烧的反应，反应方程式为：2m

10、g+co22mgo+c，故答案为2mg+co2mgo+c；2（3） x 为苛性碱，则 x 为 naoh； a 是具有臭鸡蛋性气味的气体，则a 为 h2s，所以转化关系为： h22- 2-2- 2-s nahs nas，反应的离子方程式为hs+oh =s +h o，故答案为 hs+oh =s+h2o。【点睛】本题主要考查了物质间的转化规律，符合题给连续转化关系的物质间的转化有多种情况，一是氧化还原反应类型，如含 c、 n、 s、 fe 等元素的单质及化合物之间的转化；二是复分解反应类型 ，如碱 正盐 酸式盐、正盐 酸式盐 新盐和铝三角之间的相互转化等。5 在一定条件下，单质bc de都能与a单质

11、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ph7，该

12、盐为铝盐，两种溶液混合时发生反应的离子方程式为3alo2-+al3+6h2o=al(oh)3；(5)铁在高温下和水蒸气反应产生fe3o4 和 h2，在该反应中fe 失去电子变为fe3o4， h2o 中的 h 得到电子变为h2， 3 mol fe 失去 8 mol 电子，故反应的电子转移表示为：。【点评】本题考查无机物推断，物质的颜色、物质的特殊性质等是推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物知识，结合元素及化合物的结构与性质分析、解答。6 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）反应的化学方程式是 _ 。（ 3）反应的离子方程式是 _ 。（ 4）图中溶

13、液的溶质是 _（填化学式 ），现有 100ml含浓度均为 1.0mol/l 的mgcl2 和 alcl 3 的混合溶液，要使其中的2+沉淀而分离 出来，至少需要mg 全部转化为 mg(oh)22.0mol/l该溶液的体积为 _ml 。【答案】na2o2 2na2o2+2co2=2na 2co3+o2 caco3+2h+2+=ca +co2+h 2o naoh 300【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

14、反应生成二氧化碳。（1）固体 x 是 na2o2；（ 2）反应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+2+co2h2o；+=ca+（4）根据图中信息，图中溶液的溶质是naoh ，要使其中的mg 2+全部转化为mg(oh) 2 沉淀而分离出来，则加入的naoh 将 mg 2+转化为沉淀而将al 3+转化为偏铝酸盐，即有关的方程式是al322和 al3的物质的量均为 4oh =alo2 2h2o、 mg 2oh =mg(oh)2。 mg0.10m

15、ol ，所以根据方程式可知，至少消耗naoh 的物质的量是0.10mol 40.10mol 20.60mol ，所以需要2.0mol/lnaoh 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。7a、 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

16、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 1 mol 气体 c 参与反应时，反应转移电子的物质的量为_ 。【答案】 na2点燃o22 21:1224 mol。2na+ona oco 2co+o2co【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，

17、c 为 na o ， b 为 na o； na 在氧气中燃222烧生成 na2 222 2o ，方程式为 2na+ona o ；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，方程式为点燃2co+o22co2；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 1 mol co2 参与反应时转移电子

18、的物质的量为4mol 。8 较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到no、no2、n2 三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有no、 no2 生成并制取氮化镁。（假设实验中每步转化均是完全的）已知： no2沸点是 21.1 、熔点是 - 11； no的沸点是 - 151、熔点是 - 164；氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题：（1）为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是（_） ( 填序号 ) 。a. adcfbfeb. acdfbfec. afcdfbed. afdcfbe（ 2）确定还原产物中有 no2的现象是 _ ，实验中两次使用装置 f，第

19、二次使用装置 f 的作用是 _ 。（ 3）实验前需先打开开关 k，向装置内通 co2气体，其目的是 _，当_时停止通入co2。（ 4）实验过程中，发现在 d 中产生预期现象的同时， c 中溶液颜色慢慢褪去，试写出c中反应的离子方程式 _ 。（5）在 a中反应开始时，某同学马上点燃b 处的酒精灯，实验结束后通过测定发现b 处的产品纯度不高，原因是_ （用化学方程式回答）。（6）验证 b 处有氮化镁生成的方法是_ 。【答案】 ad中有红棕色液体生成防止 e 中水蒸气进入b 中，造成产物不纯排除装置内空气，防止干扰实验e 中产生白色沉淀-+2+-5no+3mno+4h 3mn +5no +2ho4=

20、322 +2mg2mgo+c取 b 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润co的红色石蕊试纸变蓝的气体，则b 中有氮化镁生成【解析】试题分析：本题考查mg 与 hno3 反应产物的探究以及mg3n2 的制备，涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写 。（1）根据题意 “一定浓度的硝酸与 mg 反应可同时得到no、 no 、 n ”， 若有 no 生成则气222体呈红棕色，根据已知no 2、 no 的熔沸点，在装置d 中可将 no2冷凝为液态，可观察到装置 d 中有红棕色液体生成；利用 no 具有还原性，用装置c 中酸性 kmno4 溶液验证no；根据已知 mg 3n2 遇水会发生

21、水解，与mg 反应的 n2 必须是干燥的，气体在进入装置 b 之前必须用浓硫酸干燥 n2，且要防止 h2 o（ g）进入制备 mg 3n2的装置；装置的连接顺序为： adcfbfe， 答案选 a。（2）根据上述分析，确定还原产物中有no2 的现象是：装置 d 中有红棕色液体生成。 mg3n2 遇水会发生水解，实验中两次使用装置f，第一次使用装置f 的作用是 ：干燥n2；第二次使用装置 f 的作用是：防止e 中 h2o（g）进入 b 中，使mg 3n2 不纯 。（ 3）由于 no 能与 o2 反应生成 no2，会影响 no2、 no 的验证，实验开始前要排出装置中空气 ，所以实验前先打开开关 k

22、，向装置内通 co2 气体，其目的是：排除装置内空气，防止干扰实验 ；当观察到装置 e 的 ba（ oh） 2 溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入 co2。（4）装置 d 中观察到有红棕色液体出现，装置c 中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性kmno4溶液将 no 氧化成 no3-，同时 mno4-被还原成 mn 2+4-3 -，反应可写成no+mno no+mn2+， n 元素的化合价由+2 价升至 +5 价， mn 元素的化合价由+7 价降至 +2 价，根据得失电子守恒配平为5no+3mno4 - 5no3-+3mn 2+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为 5no+3m

23、no 4-+4h+=5no3-+3mn 2+2h2o。（5）在 a 中反应开始时，马上点燃b 处的酒精灯， mg 与 co2 发生置换反应生成mgo 和c，导致实验结束后 b 处制得的 mg 3n2 纯度不高， mg 与 co2反应的化学方程式为2mg+co22mgo+c。（6） mg 3n2遇水发生水解生成 mg（ oh） 2 和 nh3，检验有 mg3n2 生成只要检验b 处固体中加水产生 nh3 即可 ，验证 b 处有 mg3n2 生成的方法是：取b 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则b 中有氮化镁生成 。点睛 ：本题的难点是实验装置的连接和

24、氧化还原反应方程式的书写，理解实验的原理和各物质性质的差异是解答本题的关键。氧化还原反应方程式的书写，先根据实验现象分析氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，再根据得失电子守恒配平，最后用原子守恒、电荷守恒写出完整的方程式。9镁、铝、锌是生活中常见的三种金属，查阅资料获得如下信息： 镁、铝、锌都是银白色的金属 锌（ zn）可以与naoh 溶液反应生成h2 zn （ oh） 2 为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及nh3?h2o zn 2+易形成配合物如zn（ nh3）4 2+，该配合物遇强酸分解生成zn2+、 nh4+（1）（ 1）甲同学取镁铝合金进行定量分析，用图所示装置进行实验，获得如下数据（

25、所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）编号粉末质量量气管第量气管第一次读数二次读数2.0 g10.0 ml346.2 ml2.0 g10.0 ml335.0 ml2.0 g10.0 ml345.8 ml（ 2）乙同学取镁铝锌合金设计如下实验方案：（可用试剂：样品、 ph 试纸、稀硫酸、 naoh 溶液、氨水） 试剂 是；沉淀 b 是 过程 是：在滤液中逐滴加入，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的过滤 沉淀 c 与氨水反应的离子方程式为，【答案】 naoh 溶液； al（oh） 3； 稀硫酸；稀氨水； zn （ oh） 2+4nh3=zn（nh3） 42+2oh；或

26、 zn（ oh） 2+4nh3 2342+2?h o=zn（ nh） +2oh +4h o【解析】【分析】【详解】（2） wg 镁铝锌合金加入稀硫酸溶解生成硫酸镁、硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，加入试剂m为过量氢氧化钠溶液，得到沉淀a 为 mg （ oh） 2，滤液为na2zno2， naalo2 溶液，加入过量稀硫酸得到硫酸铝溶液、硫酸锌溶液，再加入足量氨水溶液得到沉淀b为 al（ oh） 3，滤液为 zn2+易形成配合物如 zn（ nh3） 42+，该络合物遇强酸分解生成zn2+、nh4+，加入适量氢氧化钠溶液得到 c 为氢氧化锌沉淀； 上述分析可知，试剂 i 为氢氧化钠溶液，沉淀b 为 al（

27、 oh） ；3 操作 是：在滤液中逐滴加入稀硫酸溶液直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的氨水溶液沉淀铝离子，过滤得到氢氧化铝沉淀 zn （ oh） 2 为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及nh3?h2o，沉淀c 与氨水反应的离子方程式为 zn（ oh） 2+4nh3=zn （nh3） 42+2oh；或zn（ oh） 2+4nh3?h2o=zn（ nh3） 42+2oh+4h2o；【点评】本题考查了实验探究物质组成的实验设计，反应过程分析判断，物质提纯的理解应用，主要是混合物分离的方法和物质性质的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等.m（仅含三种短周期元素）是一种储氢材料。为探究m的组成和性质，

28、10 某化合物设计并完成如下实验：已知：化合物a 仅含两种元素；气体b 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答：（ 1）化合物 m 的组成元素是 _（用元素符号表示）。（ 2）化合物 a 与水反应的化学方程式是 _ 。（3）镁带在足量气体b 中燃烧可生成化合物 m 和一种单质气体，该反应的化学方程式是_。ii无机盐 x 仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为1 14。将 23.8gx 与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质a 和某强酸的酸式盐溶液b， b 的焰色反应呈黄色，在溶液b 中加入足量的 bacl2 溶液，产生 46.6g白色沉淀。请推测并回答：（4）单质 a 有很强

29、的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等。a 中组成元素的简单离子结构示意图为 _ 。（ 5） x 的化学式 _。（ 6）实验室可通过低温电解 b 溶液制备 x。该电解反应的化学方程式_ 。（7） x 氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫。在碱性条件下，x 氧化no 的离子方程式_ 。（ 8） x 溶液与铜反应时先慢后快。某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生成的 cu2+对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：取少量铜粉置于试管中，先加入少量cuso4 溶液，再加入x 溶液，振荡，观察现象。若加入硫酸铜溶液的反应快，说明2起了催化作用，反之2不起作用。写出x 与铜反应

30、的化学方程式cucu_，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由_。【答案】 mg、n、hmg3 2223n+ 6h o = 3mg（ oh） + 2nh mg+2nh点燃电解82-32 22228422822mg(nh ) +h na s o2nahsona s o +h 3s o-2-+4h2ona2s2o8+cu=na2so4+cuso4该同学的验证方法不合理，因+2no+8oh =6so4+2no3为加入 cuso4溶液，反应速率快也可能是42-起催化作用so【解析】【分析】i.气体 b（4.48l）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，b 为 nh3，其物质的量为4.48l 22.4l/mol

31、=0.2mol，某物质 m （仅含三种元素）是一种储氢材料，m 隔绝空气高温分解生成固体 a 和氨气，镁带在足量气体b 中燃烧可生成化合物m，证明 m 中含有 n、h、 mg 元素， a 只含两种元素， a 和水反应生成氨气和白色沉淀c，固体 a 和水反应生成氨气物质的量为 0.1mol ，白色沉淀 c 为氢氧化镁沉淀，则a 为 mg3n2，物质的量为0.05mol ，由元素守恒可知 mg 元素物质的量0.15mol ， m 中含氮元素为0.2mol+0.1mol=0.3mol ，所含氢元素物质的量为(8.4g-0.3mol 14g/mol-0.15mol 24g/mol) 1g/mol=0.6mol，m 中元素物质的量之比为n（ mg）： n（ n）： n（ h）=0.15： 0.3：