化学镁及其化合物的专项培优练习题(含答案)

1、化学镁及其化合物的专项培优练习题(含答案)一、镁及其化合物1 .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:充分灼烧NeGH港寝无机盐町4.20凰主瞥 离心分富f 白色胶状沉淀-白邑粉末无色港滴( 1.80g)过量MaOH 5毓一 工无色溶液鲤*白色沉淀<3Sg)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】Mg2SiO4或2MgO SiO2 SiO2+ 2OH-=SiQ2-+H2O 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，离心分离得到白色胶

2、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SiQ,物质的量=1. 8g+60g/mol = 0.03mol,溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机 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=0.03mol X 76g/mol = 2. 28g,金属质量=4. 20g-2. 28g= 1.92g,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. 06moi x 24g/ mol = 1. 44g,不符合，则为原硅酸根，物质的量为 0.

3、03moi ,质量= 0.03mol X 92g/mol = 2. 76g,金属质量 4. 20g-2. 76g= 1.44g,物质的量=1.44g-24g/ mol =0. 06mol ,得到 X 为 Mg2SiO4o(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SiC2+ 2OH- = SiQ2-+H2O;(3)氢氧化镁是优良的阻燃剂。2.下图中AJ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 ;(2)写出反应的化学方程式：,；(3)写出反应的离子方程式： ;(4)在反应中

4、，当生成标准状况下2.24 L G时，转移电子数为 mol。【答案】NH4HCO3 2Mg+CC2 4燃 2MgO+C： 4NH3+5O2 - 一 - 4NO+6H2O NH4+HCQ-+2OH- NH3 f +CO f +2H2O 0.2【解析】【分析】A受热能分解，分解得到等物质的量的R C D,且A与碱反应生成D,则A为酸式盐或俊盐，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02, H是NO, I是

5、 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NH4HCC3,据此分析解答。【详解】 通过以上分析知， A是NH4HCQ,故答案为NH4HCC3；(2)反应为镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应方程式为：2Mg+CO2点性2MgO+C：反应在催化剂、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 十-4N0+6H20,故答案为 2Mg+CC2 匚：2MgO+C： 4NH3+5O2 I ''催化剂4N0+6H20;A(3)反应为在加热条件下，碳酸氢俊和氢氧

6、化钠反应生成氨气、二氧化碳和水，离子方程 式为：NH4+HCO3-+2OH- NH3 个 +CQ f +2H2O,故答案为 NH4+HCO-+20H. NH3 T +CO f +2H2O;(4)反应为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+O4 ,当生成标况下 2.24L氧气时转移电子的物质的量2.24L=“，- x 2X (1-0)=0.2mol故答案为 0.2。1 2.4L / mol3 .已知A B、C为常见的单质，在一定条件下相互转化的关系如图:clT(1)若常温下，A、B均为气体，C为红色固体，E为黑色固体，则 E的化学式为 ,写出A+ED

7、的化学反应方程式。(2)若常温下B、C均为气体，A为金属单质，D为黑色晶体，则 E的电子式为,写出A+E-D的化学反应方程式 。(3)若常温下B为气体，C为黑色固体，则构成金属 A的原子结构示意图为,写出A+E-D的化学反应方程式【答案】CuO CuO+b4Cu+HO3Fe+4H2语. FG+4H一 乡2Mg+CO 2MgO+C【解析】【详解】(1)若常温下，A、B均为气体，C为红色固体，E为黑色固体，则 A-E分别为氢气、氧 气、铜、水、氧化铜，氢气与氧化铜加热时反应生成铜和水；(2)若常温下B、C均为气体，A为金属单质，D为黑色晶体，则 A-E分别为铁、氧气、氢 气、四氧化三铁、水；铁与水

8、蒸气加热时反应生成四氧化三铁和氢气；(3)若常温下B为气体，C为黑色固体，则 A-E分别为Mg氧气、C、MgO二氧化碳，镁 与二氧化碳反应生成氧化镁和碳；4 .将一定质量的Al、Mg混合物加入到足量的盐酸中，充分反应后得到标准状况下的氢气 8.96L;如果将等质量的该混合物加入到足量的NaOHB液中，充分反应后得到标准状况下的氢气6.72L .(1)当混合物与盐酸反应时，转移电子总物质的质量为 mol;(2)求混合物中 Al质量为 g Mg 的质量为 g【答案】0.8 mol 2.4g 5.4g【解析】(1)反应中生成的气体都是氢气，当混合物与盐酸反应时生成氢气的物质的量为： I 8.96L

9、I上川二0/mol,根据电子守恒可知反应转移电子的物质的量为：0.4mol x 2=0.8mpl(2)Al、Mg都与盐酸反应产生氢气，但只有Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，又由于等质量铝与盐酸、氢氧化钠反应产生的氢气体积相同，都为6.72 L,则镁产生的氢气为：8.96 L-6.72 L=2.24 L,设Mg的质量为x, Al的质量为y,Mg+2HCl=MgCl2+H2 T24g22.4Lx 2.24 L则：x=2.4 g,2A1+6HCL2A1C3+3H2 T 或2Al+2NaOH+2H2O- 2NaAlO2+3H254g67.2 L 54g67.2 Ly 6.72 L y 6.72 L则y

10、=5.4g,答：混合物中Mg的质量为2.4g,铝的质量为5.4g。点睛：混合物成分分析的综合计算，本题解题关键是熟悉Mg与Al的性质相似与差异，Al、Mg均能与盐酸反应，而 Al与NaOH溶液反应，而Mg不能与NaOH溶液反应，由此结合反应原 理，根据化学方程式逐一计算，还可以根据两次生成的气体差就是Mg与稀盐酸反应生成的氢气进行计算。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 ;浓澳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

11、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，加足量蒸储水，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+H2OKNH3 H2O的平衡逆向移动，有利于氨气的逸出增大氨气与滨水的接触面积， 提高吸收效率 3Br2+8NH3=6NH4Br+N2或 3Br2+2NH3=6HBr+N23Mg+N2=Mg3N2在 E装置后添力口 一个装有碱石灰的干操

12、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+H2ONH3 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，可增大氨气与滨水的接触面积，提高吸收效率 ；Br2能氧化NH3生成N2,则 浓氨水通入浓澳水中发生反应的化学方程式为3B2+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

13、，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”J +2NH3 T ;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+H2f。6. Mg能在NO2中燃烧，产物为 Mg3N2、MgO和N2。某科学小组通过实验验证反应产物并 探究产物的比例关系。资料信息：外也 I泣 卜、乱& 6II.D-f限用如下装置实验（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）（2）连接好仪器，装

14、入药品前检验装置气密性的方法是。3】新沧（3）装置A中盛装的干燥剂是装置F的作用 ;No生成的实验现（4）验证产物中存在 Mg3N2的具体实验操作为 确定产物中有象为；（5）已知装置E中初始加入 Mg粉质量为13. 2 g,在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21. 0 g,产生N2的体积为1120 mL （标准状况）。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：一 _。【答案】（1） BAEAFC（D）（2分）；（2）关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若到期管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好（

15、2分）；（3）无水氯化钙或五氧化二磷等（1分）除去二氧化氮（2分）（4）取少量 反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色（2分）；装置C中收集到大量气体（2分）；（5） 11Mg+4NO2=Mg3N2+8MgO+N2 （2分）.【解析】【分析】(1)铜与浓硝酸反应产生的气体为二氧化氮，用干燥剂干燥，通入硬质玻璃管与镁粉反应，用F装置除去多余的二氧化氮，装置C、D排水法收集氮气，故装置的链接顺序为BAEAFC(D)(2)连接好仪器，装药品前装置的气密性检验方法是关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若到期管口有气泡冒出，停止加热，导

16、气管中进入一段水柱，表示气密性良好；(3)二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等；(4)取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，确定产物中有氮气生成的实验现象为装置C中收集到大量气体；(5)设生成二氮化三镁的物质的量为x摩尔，氧化镁的物质的量为 y摩尔，可得3x+y=0. 55mol, 100x+40y=21 . 0g,解 x=0. 05 y=0. 4,氮气的物质的量为 0. 05 摩尔, 即可得方程式为：11Mg+4NO2=Mg3N2+ 8MgO+N2。7. I .某化合物

17、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，设计并完成如下实验:，白色沉淀C化合物M3咋1一强隔绝空气化介物. K. 气体B(斥况 *44SL)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 ： 1 ： 4。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

18、黄色，在溶液 B中加入足量的BaC2溶液，产生46.6g白色沉淀。请推测并回答：(4)单质A有很强的氧化性，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 O(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 CuSQ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

19、，说明Cu2+起了催化作用，反之 CuT不起作用。写出 X与铜反应的化学方程式,判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由 。【答案】Mg、N、H Mg3N2 + 6H2O = 3Mg ( OH) 2J+ 2NH4点燃、电解Mg+2NH3= Mg(NH2)2+H2 T 由 2 ' Na2S>O8 2NaHSQ= Na2S2O8+H2 T 3S2O82-+2NO+80H=6SC42-+2NO3-+4H2O Na2s2O8+Cu=Na2SC4+CuSQ 该同学的验证方法不合理，因 为加入CuSQ溶液，反应速率快也可能是SC42-起催化作用【解析】 【分析】I.气体B (4.48L)能使

20、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=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 x 14g/mol-0.15

21、mol x 24g/mol) + 1g/mol=0.6mM 中元素物质的量之比为n (Mg) : n (N) ： n (H)=0.15: 0.3: 0.6=1: 2: 4,可知M化学式为 Mg (NH2) 2,以此来解答。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, 23.8gX的物质的量为0.1mol, X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，B中含有Na元素，则X含有Na元素，在溶液 B中加入足量的BaC2溶液， 产生46.6g白色沉淀，白色沉淀为 BaSQ,其物质的量为0.2mol ,根据S原子守恒可知X 中含有2个S原子

22、，B为NaHSQ, X中三种元素原子个数比为1: 1: 4,该无机盐X可以表示为(NaS>4) 2,则X元素相对原子质量为16, X为O元素，故A为O3, X为Na2s2O8.【详解】I . (1)由上述分析可知，M中含元素为 Mg、N、H,故答案为：Mg、N、H；(2)化合物A与水反应的化学方程式是Mg3N2 +6H2O 3Mg(OH)2 J +2NH3 T ,故答案为：Mg3N2 +6H2 - 3Mg(OH”J +2NH4 ;(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，气体为氢气，则该反应的化学 方程式是 Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2f ,故答案为：Mg+2N

23、H3 Mg(NH2)2+H2 T。II. (4)单质A为。3,组成元素的简单离子结构示意图为：应2 8,故答案为：(5) X的化学式为：Na2&O8,故答案为：Na2s2。8；(6)实验室可通过低温电解NaHSQ溶液制备Na2s2。8,电解方程式为：2NaHSC4=Na2S?O8+H2 T ；(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，Nm&O8氧化NO的离子方程式为：38O82-+2NO+80H=6SQ2-+2NO3-+4H2O,故答案为：3s2O82-+2NO+8OH-=6SQ2-+2NO3+4H2O;(8) Na2&08与铜反应的化学方程式：

24、Na2s2O8+Cu=NmSO4+CuSQ,该同学的验证方法不合理，因为加入CuSQ溶液，反应速率快也可能是 SQ2-起催化作用，故答案为：Na2s2O8+Cu=Na2SQ+CuSQ；该同学的验证方法不合理，因为加入CuSQ溶液，反应速率快也可能是 SQ2-起催化作用。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阳离了Al3+、Fe-、Mg NH、Na卡现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y,产生沉淀白物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关生反应的离子是(指来源于X溶液的，下同)是一，ab段发,bc段发生反应的离子方程式为(2)若Y是NaOH§

25、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-、AQCO2Ai(OH)3+34 =Al 3+ 3H0Al 3+、MgjNH+、ClNH4+ 0H =NH 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(0H)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Al02-、SiC32-ooa段发生反应的离子为 AlC2-、SiC32-, ab段为CO”,bc段则是Al(CH)3溶解。(2)当向溶液中加入 NaOH时，生成的沉淀为 Mg(0H)2、Al(0H)3,ab段是NhT与01之间发 生反应，因Al3+

26、、Mg2+不能与CO32 > SiO32-、AlO共存，故此时溶液中阴离子只有C。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A1O2-、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C62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：SiQ2-、AlO ; CO2/ Al(OH)3+3H +Al3+ +

27、 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CQ2一、SiO32-、A。：，因为溶液一定要保持电中性 ，故溶液中一定含 C；当ab段时，沉淀的量不变化, 是氢氧化钠和俊根离子反应生成气体：NH4+OHNH3H2O,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 Al Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石( CaCQ、MgCOs,不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCQ工艺流程如下：+、M

28、g2+,即 bc段的反应为：Al(OH)3+OH- A1O2-+2H2。即X中一定含有的离子是 Al3+、Mg2+、NH4+、C；因为溶液中有 Al3+、Mg2+,故oa段 转化为沉淀的离子是 Al3+、Mg2+, ab段是氢氧化钠和俊根离子反应生成气体 ，反应的离子 方程式为 NH4+OH NH3H2O;因此，本题正确答案是 ：Al3+、Mg2+、NH4 +、Cl ； NH4 + +OH NH3H2O。9 .镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的 ,还生成少量的 (填化学 式)。白云石eg(2) CH3 MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为 , CH3 MgCl水解时除 生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：遮液溶解度：Ca(OHl (填“成 “<” Mg(OH)2。般烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CQ为6.72 L(标准状况下)，若工艺中不考虑 Ca、Mg损失，则Mg( OH)2和CaCQ的质量分别为、 O【答案】MgOMg3N2+22CH3MgCl+2H2O=2CH4 T +MgC2 +Mg(OH)2>8.7 g15 g【解析】试题分析：(3) 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