全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考真题汇总附详细答案.docx
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全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考真题汇总附详细答案.docx
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全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考真题汇总附详细答案
全国高考化学镁及其化合物的推断题综合高考真题汇总附详细答案
一、镁及其化合物
1.实验室中有6瓶失去标签的白色固体:
纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。
除蒸馏水、试管和胶头滴管外,无其他任何试剂和仪器。
某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。
请填写下列空白:
(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此试管中的现象是________________________,
据此现象鉴别出的一种物质是__________。
(2)分别将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。
观察到C没有出现任何现象;D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀;B和E混合时既有白色沉淀产生,又有无色气体放出。
据此可推断出:
①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。
②B、E两者中有一种可与A反应,它与足量A反应的离子方程式为__________________。
③在两两混合时,能最终确定B、E成分的实验现象及结论是_____________________。
(3)上述物质溶于水抑制水的电离,且溶液显酸性的物质的化学式为________,其溶液显酸性的原因是___________________。
【答案】白色固体不溶于水Mg(OH)2NaHSO4、KCl、BaCl2CO32-+2H+===H2O+CO2↑B、E两溶液,与A溶液混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝NaHSO4NaHSO4===Na++H++SO42-,所产生的H+抑制水的电离
【解析】
【分析】
(1)只有氢氧化镁不溶于水;
(2)剩余5种物质中,KCl与其它4种物质均不反应,氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白色沉淀,纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体;
(3)只有硫酸氢钠电离显酸性,抑制水的电离。
【详解】
(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此支试管中的现象是物质难溶于水,据此现象鉴别出的一种物质是Mg(OH)2,
因此,本题正确答案是:
白色固体不溶于水;Mg(OH)2;
(2)将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。
观察到C没有出现任何现象,可以知道C为KCl;D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀,可以知道D为BaCl2;B和E混合时既有白色沉淀产生,又有无色气体放出,B、E为纯碱、硫酸铝中的一种,则A为NaHSO4。
①A、C、D三种物质的化学式依次是NaHSO4、KCl、BaCl2,
因此,本题正确答案是:
NaHSO4、KCl、BaCl2;
②B、E两者中有一种可与A反应,纯碱与氢离子反应,则它与足量A反应的离子方程式为CO32-+2H+===H2O+CO2↑,
因此,本题正确答案是:
CO32-+2H+===H2O+CO2↑;
③确定B、E成分的实验现象及结论是与A混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝,
因此,本题正确答案是:
B、E两溶液,与A溶液混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝;
(3)溶于水抑制水的电离的物质的化学式为NaHSO4,其溶液显酸性的原因是NaHSO4===Na++H++SO42-,所产生的H+抑制水的电离,
因此,本题正确答案是:
NaHSO4;NaHSO4===Na++H++SO42-,所产生的H+抑制水的电离。
2.用C、Mg和Al组成的混合物进行如下图所示实验。
填写下列空白。
(1)气体X为_________,固体Z为_____________。
(2)滤液Y中除H+外,还含有的阳离子为_________与__________;其中镁和稀硫酸反应的化学方程式为_________________________________________。
(3)滤液N中除Na2SO4和NaOH外,还含有的溶质为____________(填化学式);生成该物质的离子方程式为:
________________________________。
(4)生成固体M的离子方程式为:
________________________________。
【答案】H2CAl3+Mg2+Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Na[Al(OH)4]Al3++4OH—==[Al(OH)4]—Mg2++2OH—==Mg(OH)2↓
【解析】
【分析】
本题主要考查镁、铝相关知识。
C与稀硫酸不发生反应,故固体Z为C,Mg、Al为活泼金属,能与非氧化性酸反应置换出H2,并生成相应的盐,故气体X为H2,滤液Y中溶质为H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3;加入过量的NaOH溶液后,生成可溶性的Na[Al(OH)4]和Na2SO4以及难溶物Mg(OH)2,由此分析作答。
【详解】
(1)由上述分析可知,气体X为H2;固体Z为C;
(2)由上述分析可知,滤液Y中还含有的阳离子为Mg2+、Al3+;其中镁和稀硫酸的反应的方程式为:
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑;
(3)由上述分析可知,滤液N中还含有的溶质为Na[Al(OH)4];生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为:
Al3++4OH-==[Al(OH)4]-;
(4)固体M为Mg(OH)2,生成Mg(OH)2的离子方程式为:
Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓
3.X、Y、Z三种物质有如下的所示关系;
(1)根据上述转化关系,推断下列物质的化学式:
X_________,Y_________,Z_________,试剂甲_________,试剂乙_________。
(2)写出上述①~⑤步反应的离子方程式:
①____________________________;②__________________________;
③__________________________;④_________________________;
⑤___________________________。
【答案】MgSO4Mg(OH)2MgCl2BaCl2AgNO3Ba2++2H+=BaSO4↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2OAg++Cl-=AgCl↓Ba2++2H+=BaSO4↓
【解析】
【分析】
X与稀盐酸不反应,且与硝酸钡反应生成硝酸镁,则X为MgSO4等,由转化关系可知,Y为Mg(OH)2、Z为MgCl2,试剂甲为BaCl2、试剂乙为AgNO3。
【详解】
(1)X与稀盐酸不反应,且与硝酸钡反应生成硝酸镁,则X为MgSO4等,由转化关系可知,Y为Mg(OH)2、Z为MgCl2,试剂甲为BaCl2、试剂乙为AgNO3;
(2)反应的离子方程式为:
①Ba2++SO═BaSO4↓;反应②的离子方程式为:
Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;反应③的离子方程式为:
Mg(OH)2+2H+═Mg2++2H2O;反应 发离子方程式为:
④Ag++Cl-═AgCl↓;反应⑤发离子方程式为:
Ba2++SO═BaSO4↓。
4.A为常见金属,D、E为常见非金属单质,D为黑色固体,E是常温下密度最小的气体,B、F是同种非金属化合物气体,A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光,A→F之间的转化关系如图:
按要求完成下列各题:
(1)写出A与F的化学式:
A__________F__________
(2)下列物质中有一种与B物质不属于同一类,其他与B均属于同一类,这一物质是_______
A.P2O5B.NOC.Na2OD.SiO2
(3)D高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成E和F时,所得气体的平均相对分子质量是__________g/mol
(4)写出反应①的方程式:
_______________________
【答案】
(1)MgCO
(2)C
(3)15
(4)2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【分析】
A为常见金属,A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光,则A为镁,E为常见非金属单质,E是常温下密度最小的气体,则E为氢气,D常见非金属单质,且D为黑色固体,则D为碳,B、F是气体,结合题中各物质的转化关系可以知道,B为二氧化碳,C为氧化镁,F为一氧化碳,据此答题。
【详解】
A为常见金属,A与氧气转化为C的过程中发出耀眼的白光,则A为镁,E为常见非金属单质,E是常温下密度最小的气体,则E为氢气,D常见非金属单质,且D为黑色固体,则D为碳,B、F是气体,结合题中各物质的转化关系可以知道,B为二氧化碳,C为氧化镁,F为一氧化碳,
(1)根据上面的分析可以知道,A为Mg,F为CO,
因此,本题正确答案是:
Mg,CO;
(2)B为二氧化碳,属于非金属氧化物,NO、P2O5、SiO2也都是非金属氧化物,与CO2同一类;Na2O是金属氧化物,也是碱性氧化物,与CO2既是非金属氧化物,也是酸性氧化物,所以氧化钠与二氧化碳不同类;
综上所述,本题正确选项C;
(3)C高温情况下与水蒸气恰好完全反应生成CO和H2时,CO和H2的物质的量之比等于1:
1,所以所得气体的平均摩尔质量(28×1+2×1)/2=15g/mol,相对分子质量为15;
因此,本题正确答案是:
15;
(4)镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳,反应①的方程式:
2Mg+CO2
2MgO+C;因此,本题正确答案是:
2Mg+CO2
2MgO+C;
5.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。
6.将5.1g镁铝合金溶于600mL0.5mol·L-1H2SO4溶液中,完全溶解后再加入1.0mol·L-1的NaOH溶液,得到沉淀的质量为13.6g,继续滴加NaOH溶液时则沉淀会减少。
(1)当加入__mLNaOH溶液时,可使溶解在硫酸中的Mg
和Al
恰好完全沉淀。
(2)计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。
(列出算式)___
【答案】6005.6L
【解析】
【分析】
固体完全溶解,生成MgSO4和Al2(SO4)3,依据极值法分析,可确定硫酸有剩余。
加入NaOH后,首先与过量的硫酸反应,然后才与MgSO4和Al2(SO4)3反应。
当MgSO4和Al2(SO4)3刚好完全反应时,生成Mg(OH)2、Al(OH)3、Na2SO4。
(1)溶解在硫酸中的Mg
和Al
恰好完全沉淀时,溶液中的溶质为Na2SO4,由此可得出
n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×0.600L×0.5mol·L-1=0.6mol,V(NaOH)=
。
(2)Mg、Al在反应过程中,存在下列关系式:
Mg—H2—Mg(OH)2—2OH-,2Al—3H2—2Al(OH)3—6OH-,综合分析两关系式,可得出H2—2OH-。
通过沉淀与金属的质量相减,便可求出m(OH-),由此可求出生成H2的体积。
【详解】
(1)溶解在硫酸中的Mg
和Al
恰好完全沉淀时,溶液中的溶质为Na2SO4,由此可得出
n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×0.600L×0.5mol·L-1=0.6mol,V(NaOH)=
=0.6L=600mL。
答案为:
600;
(2)Mg、Al在反应过程中,存在下列关系式:
Mg—H2—Mg(OH)2—2OH-,2Al—3H2—2Al(OH)3—6OH-,综合分析两关系式,可得出H2—2OH-。
m(OH-)=13.6g-5.1g=8.5g,n(OH-)=
,n(H2)=
n(OH-)=0.25mol,
V(H2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L。
答案为:
5.6L。
【点睛】
在利用n(OH-)计算n(H2)时,我们易犯的错误,是利用
(1)中计算出的0.6mol进行计算。
因为0.6mol并不是单纯用于与金属离子反应生成沉淀,而是有一部分用于中和过量硫酸,所以此数据不能使用。
7.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1mol•L﹣1HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:
(1)写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式________________________________________________。
(2)写出AB段反应的离子方程式__________________。
B点的沉淀物的化学式为______________。
(3)求原混合物中AlCl3的物质的量____________,NaOH的质量________________。
(4)求Q点加入的HCl溶液体积.______________________。
【答案】Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O;H2O+AlO2﹣+H+=Al(OH)3↓Mg(OH)2、Al(OH)30.025.20130
【解析】
试题分析:
本题考查与Al(OH)3、Mg(OH)2沉淀有关的图像分析和计算。
(1)开始加入10mLHCl溶液,沉淀的质量既不增加也不减少,说明此时加入的10mL盐酸与NaOH反应,则原固体混合物溶于水后发生的反应有:
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl、AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O,1.16g白色沉淀为Mg(OH)2;原固体混合物溶于水发生反应的离子方程式为:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O。
(2)AB段发生反应的离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓。
B点沉淀物的化学式为Mg(OH)2和Al(OH)3。
(3)AB段消耗n(HCl)=1mol/L
(0.03L-0.01L)=0.02mol,根据Al守恒和离子反应AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,n(AlCl3)=n(AlO2-)=n[Al(OH)3]=0.02mol。
根据反应Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,与AlCl3反应的NaOH物质的量为0.08mol;(MgCl2)=n[Mg(OH)2]=
=0.02mol,根据反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,与MgCl2反应的NaOH物质的量为0.04mol;与HCl反应的NaOH物质的量为1mol/L
0.01L=0.01mol;原混合物中NaOH物质的量为0.08mol+0.04mol+0.01mol=0.13mol,NaOH的质量为0.13mol
40g/mol=5.2g。
(3)BQ段发生的反应为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,溶解Mg(OH)2消耗的HCl物质的量为0.02mol
2=0.04mol;溶解Al(OH)3消耗的HCl物质的量为0.02mol
3=0.06mol,则BQ段消耗HCl物质的量为0.04mol+0.06mol=0.1mol,消耗盐酸的体积为
=0.1L=100mL,则Q点加入盐酸的体积为30mL+100mL=130mL。
点睛:
第(3)问也可以用终态法解。
Q点时沉淀恰好完全溶解,所得溶液中的溶质为NaCl、MgCl2和AlCl3,Q点加入的HCl相当于在原固体混合物中加入1mol/LHCl将NaOH恰好中和,则n(HCl)=n(NaOH)=0.13mol,盐酸溶液的体积为
=0.13L=130mL。
8.铝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]
〖实验方案〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
(1)实验中发生反应的化学方程式是___________________________。
(2)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于VmL2.0mol/LNaOH溶液中。
为使其反应完全,则NaOH溶液的体积V≥______________。
过滤、洗涤、干燥、称量固体。
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]
〖实验方案〗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。
〖问题讨论〗(3)同学们拟选用图一实验装置完成实验:
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,再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞,一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶中。
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,你认为最合理的是__________。
(有几个选几个)。
A.等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
(4)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。
于是他们设计了图二的实验装置。
①装置中导管a的作用是_________________________。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。
则产生氢气的体积为_________mL。
(用含V1、V2的式子表达)
【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑97mL偏高EDG镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大ACD使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,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V1-V2
【解析】
方案一:
⑴.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气,反应方程式为:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故答案为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
⑵.含镁为3%时,金属铝的含量最高,5.4g合金中铝的质量为5.4g×(1−3%)=5.4×97%g,则:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
54g 2mol
5.4g×97%g V×10−3L×2.0mol/L
得54g:
(5.4g×97%g)=2mol:
(V×10−3L×2.0mol/L),解得V=97,NaOH溶液的体积⩾97mL;镁上会附着偏铝酸钠等物质,若未洗涤固体,会导致测定镁的质量偏大,镁的质量分数偏高;
故答案为97mL;偏高;
方案二:
⑶.①.合金与稀硫酸反应,用排水量气法测定氢气的体积,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,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);
故答案为E、D、G;
②.镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大,导致硫酸不能顺利滴入锥形瓶;故答案为镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大;
③.反应放热导致氢气的温度偏高,故应冷却后再进行读取氢气的体积,读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒,使其中液面与广口瓶中液面相平,视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积;
故答案选ACD;
⑷.①.装置中导管a的作用是:
保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,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,故答案为使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,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;
②.滴定管的0刻度在上方,两次读取的体积数值之差为测定的氢气的体积,收集氢气后滴定管内液面上升,读数减小,所以测定氢气的体积为V1−V2,故答案为V1−V2。
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、Na
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