备战高考化学镁及其化合物提高练习题压轴题训练含详细答案.docx
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备战高考化学镁及其化合物提高练习题压轴题训练含详细答案
备战高考化学(镁及其化合物提高练习题)压轴题训练含详细答案
一、镁及其化合物
1.短周期元素形成的物质A、B、C、D、E,它们的转化关系如下图所示,物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行(E可能与A、B两种物质中的某种相同)。
请回答下列问题:
(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,写出C的电子式:
_____________
(2)若E是有臭鸡蛋气味,D是既能溶于强酸,又能溶于强碱的化合物。
①用电离方程式解释D既能溶于强酸,又能溶于强碱的原因:
____________________
②用等式表示E与NaOH溶液反应后生成正盐的溶液中所有离子浓度之间的关系:
_______________________________
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,且E与A相同,则C与水反应的化学方程式为(请标出电子转移方向和数目):
__________________________________________
(4)若A是一种单质,该元素的原子最外层电子数等于最内层,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,那么化合物D是_____________。
【答案】
H++H2O+AlO2-
Al(OH)3
Al3++3OH-c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
Mg(OH)2
【解析】
【分析】
(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,可能为NaOH,则C可为Na2O2(或NaH),生成气体为O2或H2;
(2)D是既能溶于强酸、又有溶于强碱的化合物,应为Al(OH)3,E的水溶液呈现弱酸性,E可能与A、B两种物质中的某种相同,结合转化关系分析可知C应为H2S;
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,C应为NO2,则D为HNO3,E为NO,结合物质的性质解答该题;
(4)若A是一种单质,该元素的原子最外层电子数等于最内层,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则气体E为NH3,A为Mg,B为氮气,生成的C为Mg2N3。
那么化合物D是
【详解】
(1)若C是离子化合物,D是一种强碱,可能为NaOH,则C可为Na2O2,生成气体为O2或H2,Na2O2是离子化合物,其电子式为
;
(2)D是既能溶于强酸、又有溶于强碱的化合物,应为Al(OH)3,E的水溶液呈现弱酸性,E可能与A、B两种物质中的某种相同,结合转化关系分析可知C应为H2S;
①D为氢氧化铝既能溶于强酸,又能溶于强碱的原因的电离方程式为酸式电离和碱式电离,电离方程式为:
H++H2O+AlO2-
Al(OH)3
Al3++3OH-;
②E为H2S,与NaOH反应生成的正盐溶液为硫化钠溶液,硫离子水解,溶液中离子浓度存在电荷守恒为:
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-):
(3)若C是一种气体,D是一种强酸,应C为NO2,则D为HNO3,E为NO;
NO2与水反应生成HNO3和NO,反应的方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,此反应为氧化还原反应,反应中电子转移的方向和数目为
;
(4)若A是一种单质,该元素的原子最外层电子数等于最内层,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则气体E为NH3,A为Mg,B为氮气,生成的C为Mg2N3,Mg2N3溶于水发生双水解,生成氨气和氢氧化镁,故D为Mg(OH)2。
2.有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体;B也能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光;C在一定条件下与水蒸气反应生成氢气和一种黑色固体。
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出化学式:
A.________;B.________;C.________。
(2)写出化学方程式:
①C与水蒸气反应______________________________________________________;
②A与水反应_______________________________________________________。
【答案】NaMgFe3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H22Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【解析】
【分析】
有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体,则A为钠;B也能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,则B为镁;C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体,则C为铁,据此分析。
【详解】
有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体,则A为钠;B也能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,则B为镁;C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体,则C为铁。
(1)A、B、C的化学式分别为Na、Mg、Fe。
(2)化学方程式为
①C与水蒸气反应化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;
②A与水反应化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
3.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。
4.如图中A~H都是中学化学中常见的物质,其中,常温下A能使铁或铝钝化,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,F是金属单质,G可以用作耐火材料,它们之间有如下转化关系:
(1)写出下列物质的化学式:
E____________,H____________;
(2)写出A溶液与B反应的化学方程式:
____________;
试写出E与F的反应方程式:
_______________。
【答案】CO2SO3C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【分析】
常温下A能使铁或铝钝化,A可能为浓硝酸或浓硫酸,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则A为浓硫酸,B为碳,D为SO2,E为CO2,SO2被氧气氧化产生SO3,所以H为SO3,SO3与H2O反应产生H2SO4,F是金属单质,能够在CO2发生燃烧反应,则F是Mg,Mg在CO2中燃烧产生C、MgO,G可以用作耐火材料,则G为MgO,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知:
A为浓H2SO4,B为C,C为H2O,D为SO2,E为CO2,F是Mg,G为MgO,H为SO3。
(1)E为CO2,H为SO3;
(2)C与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CO2、SO2、H2O,反应的化学方程式:
C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O;Mg在CO2中在点燃时反应产生MgO和C,反应方程式为:
2Mg+CO2
2MgO+C。
【点睛】
本题考查了无机物的推断。
常温下A能使铁或铝钝化,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口,要掌握各种物质的性质及转化关系,注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。
5.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。
6.现有
碱式碳酸镁样品(化学式:
,
、
、
为正整数),将其分为二等份,一份样品充分灼烧至恒重进行热重分析,结果如图所示。
另一份投入
某浓度的盐酸中,充分反应后生成
(已换算成标准状况下),测得溶液的
。
(忽略溶液前后体积变化)
按要求回答下列问题:
(1)
_______________。
(2)盐酸的物质的量浓度
____________
。
【答案】4:
12.6
【解析】
【详解】
(1)xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O充分灼烧至恒重得到的10.0g固体为MgO,n(MgO)=
=0.25mol;另一份投入150mL某浓度的盐酸中,反应生成氯化镁和二氧化碳,标况下4.48LCO2的物质的量为:
=0.2mol;48.4g碱式碳酸镁样品中n(MgCO3)+n[Mg(OH)2]=2n(MgO)=0.25mol×2=0.5mol,n(MgCO3)=2n(CO2)=0.2mol×2=0.4mol,则n[Mg(OH)2]=0.5mol-0.4mol=0.1mol,n(H2O)=
=0.5mol,则xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O中x:
y:
z=0.4mol:
0.1mol:
0.5mol=4:
1:
5;
(2)反应后剩余n(HCl)=n(H+)=0.100mol/L×0.2L=0.02mol,生成氯化镁消耗HCl的物质的量为:
n(HCl)=2n(MgCl2)=0.25mol×2=0.5mol,所以200mL某浓度的盐酸中n(HCl)=0.5mol+0.02mol=0.52mol,则盐酸的物质的量浓度c(HCl)=
=2.6mol/L。
7.为探究某抗酸药X的组成,进行如下实验:
查阅资料:
①抗酸药X的组成通式可表示为:
MgmAln(OH)p(CO3)q(m、n、p、q为≥0的整数)。
②Al(OH)3是一种两性氢氧化物,与酸、碱均可反应生成盐和水。
Al3+在pH=5.0时沉淀为Al(OH)3,在pH>12溶解为AlO2-。
③Mg2+在pH=8.8时开始沉淀,pH=11.4时沉淀完全。
实验过程:
步骤
实验操作
实验现象
I
向X的粉末中加入过量盐酸
产生气体A,得到无色溶液
II
向Ⅰ所得的溶液中滴加氨水,调节pH至5~6,过滤
生成白色沉淀B
III
向沉淀B中加过量NaOH溶液
沉淀全部溶解
IV
向II得到的滤液中滴加NaOH溶液,调节pH至12
生成白色沉淀C
(1)Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是__________。
(2)II中生成B反应的离子方程式是__________。
(3)III中B溶解反应的离子方程式是__________。
(4)沉淀C的化学式是__________。
(5)若上述n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3,则X的化学式是__________。
【答案】CO2Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2OMg(OH)2Mg3Al2(OH)10CO3
【解析】
【分析】
利用信息、根据实验现象,进行分析推理回答问题。
【详解】
(1)抗酸药X的通式中有CO32-、实验I中加入稀盐酸,可知能使澄清石灰水变浑浊的气体A只能是CO2。
(2)实验I的溶液中溶质有MgCl2、AlCl3、HCl。
据资料②③可知,用氨水调节pH至5~6,Mg2+不沉淀、Al3+完全沉淀。
则实验II中生成B的离子方程式Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
(3)实验III中Al(OH)3溶解于NaOH溶液,离子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(4)实验II的滤液中溶有MgCl2、NH4Cl。
滴加NaOH溶液调节pH至12时,Mg2+完全沉淀,则C为Mg(OH)2。
(5)n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3,即CO32-、Al3+、Mg2+的物质的量之比为1∶2∶3。
设CO32-、Al3+、Mg2+物质的量分别为1mol、2mol、3mol,据电荷守恒OH-为10mol。
该抗酸药X的化学式为Mg3Al2(OH)10CO3。
【点睛】
根据实验现象分析推理过程中,要充分利用题目所给信息。
任何化合物或电解质溶液都符合电荷守恒规则,这是解题的隐含条件。
8.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↑。
9.根据镁与二氧化碳的反应推测,钠也能在二氧化碳中燃烧,且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。
某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。
I、引发CO2与Na反应。
操作步骤为:
①按图连接装置,检验气密性,并往各装置中加入试剂;②打开装置a上活塞一段时间;③点燃d处酒精灯,使CO2与Na充分反应。
停止加热,继续通气体使双通直管冷却。
回答下列问题:
(1)操作①时,装置b中装入的试剂是___________;
(2)步骤②时,当观察到_________时,才能进入步骤③。
Ⅱ:
探究反应产物及反应机理。
取反应后双通管中固体物质29.2g进行如下实验:
①仔细观察固体,发现有黑色颗粒;
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤,得到1.8g滤渣(干燥);
③将滤液加水稀释配成250mL的溶液;
④取少量③的溶液,先加足量BaCl2溶液,再加酚酞试液,观察到白色沉淀及溶液变红;
⑤取25.0mL③的溶液,用3.0mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸20.00mL。
回答下列问题:
(3)反应后装置d中的固体物质为___________;
(4)通过计算分析:
29.2g残留固体中,各组分的质量各是多少?
________;
(5)该探究条件下,钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______。
【答案】饱和NaHCO3溶液e装置中产生白色沉淀C、Na2O、Na2CO3碳的质量为1.8g;碳酸钠的质量为21.2g;氧化钠的质量为6.2g12Na+7CO2
3C+2Na2O+4Na2CO3
【解析】
分析:
由实验方案图可知,a为二氧化碳发生装置,d为二氧化碳与钠反应装置,通入d装置的二氧化碳应干燥并需除去二氧化碳中的HCl,因此b中应用饱和的碳酸氢钠溶液,c为干燥装置,吸收水蒸气。
反应需要排尽装置内的空气,当e装置中产生白色沉淀,说明空气中的二氧化碳排尽,再加热d处的酒精灯发生反应。
详解:
(1)根据上述分析,装置b是除去二氧化碳气体中的HCl,应用饱和的碳酸氢钠溶液,c为干燥装置,吸收水蒸气,故答案为饱和NaHCO3溶液;
(2)根据上述分析可知,反应需要排尽装置内的空气,当e装置中产生白色沉淀,说明空气中的二氧化碳排尽,再加热d处的酒精灯发生反应,故答案为e装置中产生白色沉淀;
(3)步骤①将干燥得到1.8g滤渣为不溶物碳;步骤③中最终所得固体质量为3.94g为碳酸钡,说明反应生成碳酸钠,根据碳元素守恒可知,碳酸钠的物质的量=
=0.02mol,故29.2g固体物质中碳酸钠的物质的量为
=0.2mol,其质量=0.2mol×106g/mol=21.2g,步骤④中盐酸滴定碳酸钠,消耗盐酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol,实际消耗HCl为3.0mol•L-1×0.020L=0.06mol,大于0.02mol,故溶液中含有氢氧化钠,说明反应中有氧化钠生成,故答案为C、Na2O、Na2CO3;
(4)根据(3)的分析,碳的质量为1.8g;碳酸钠的质量为21.2g;步骤④中盐酸滴定碳酸钠,消耗盐酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol,实际消耗HCl为3.0mol•L-1×0.020L=0.06mol,大于0.02mol,故溶液中含有氢氧化钠,说明反应中有氧化钠生成,滴定中氢氧化钠消耗的HCl为0.06mol-0.04mol=0.02mol,根据钠离子守恒可知氧化钠的物质的量为
=0.01mol,故29.2g固体物质中氧化钠的物质的量为
=0.1mol,其质量为0.1mol×62g/mol=6.2g,故答案为碳的质量为1.8g;碳酸钠的质量为21.2g;氧化钠的质量为6.2g;
(5)根据(4)中的计算可知产物为C、Na2O和Na2CO3,三者物质的量之比为
:
0.1mol:
0.2mol=3:
2:
4,故反应方程式为:
12Na+7CO2
3C+2Na2O+4Na2CO3,故答案为12Na+7CO2
3C+2Na2O+4Na2CO3。
点睛:
本题考查物质组成与探究,涉及对实验方案的理解、实验基本操作、化学计算与数据处理等,确定生成物的成分以发生的反应是难度,也是易错点,注意不能直接利用固体物质质量减去碳与碳酸钠的质量确定氧化钠的质量。
10.现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。
已知实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2
2MgO;②3Mg+N2
Mg3N2;
③2Mg+CO2
2MgO+C④Mg+H2O
MgO+H2↑⑤Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下页图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题;
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为(可不填满)
装置
目的
_______
_______
_______
_______
_______
_______
(2)连接并检查实验装置的气密性。
实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号)_______________________;
(3)通气后,应先点燃_______处的酒精灯,再点燃_______处的酒精灯;如果同时点燃A、F装置的酒精灯,对实验结果有何影响?
_________________________;
(4)请设计一个实验,验证产物是Mg3N2,写出操作步骤、现象和结论:
____
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