高考化学培优易错难题(含解析)之镁及其化合物含详细答案

1、高考化学培优易错 难题 ( 含解析 ) 之镁及其化合物含详细答案一、镁及其化合物1 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 _ 。【答案】 (1) nh4hco3(2) 4nh +5o4no + 6h o co + 2mg = 2mgo+c3222+-2-+2h2o(3) nh4 + hco3+

2、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

3、、水和碳酸钠，其反应的离子方程式为：nh4+ +-2-+2h2o；hco3+2oh = nh3+co32 金属镁是一种活泼的常见金属，有着广泛的用途。下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为 298 k 时的稳定状态）。（1）下列选项中正确的是_（填序号）。mgi 2 中 mg 2+与 i-间的作用力小于mgf2 中 mg2+与 f-间的作用力 mgbr 2 与 cl2 反应是放热反应化合物的熟稳定性顺序为： mgi2mgbr2mgcl2mgf2（2）请写出在一定条件下液溴与氟化镁固体反应的热化学方程式：_。已知，金属镁在点燃的条件下能与二氧化碳反应：2mg+co2 2mgo+c，

4、现将 a 克镁放在盛有 b l（标准状态下）二氧化碳和氧气的混合气体的密闭容器中充分燃烧；（3）若容器中剩余二氧化碳，则残留固体物质_a 一定只有 mgob 一定有 mgo，可能有 cc 一定有 mgo 和 cd 一定有 c，可能有 mgo（4）若反应容器中有氧气剩余，则容器内剩余固体的质量为_，出现此种状况，容器中原来 b l 混合气体中氧气的体积应满足（用含a 的代数式） _ 。（5）若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，则残留固体m 的取值范围 _；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁剩余，则残留固体m 的取值范围 _。【答案】mgf22225a2(s)br(l) mgbr (s)+ f

5、 (g) h +600kj/mol bg b v(o )37a32bm(a44b5a m23a(a)22.43121522.4【解析】【分析】(1)离子晶体中离子键越强，离子晶体越稳定；如果反应物能量之和大于生成物能量之和，则是放热反应；化合物的热稳定性与物质的能量大小有关，能量越小越稳定；(2)根据盖斯定律书写；(3)镁在燃烧时先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁；(4)若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，根据原子守恒计算；采用极限的方法计算；(5)若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，假设气体全部为氧气或二氧化碳，然后采用极限的方法解答；若容器中无气

6、体剩余，残留固体中没有镁剩余，说明二者完全反应。【详解】(1)相同类型的离子晶体中，离子键越强，则离子间作用力越强，物质含有的能量越低，所以mgi 2 中 mg2-间的作用力小于mgf2 中 mg2-间的作用力，故正确；与 i与 f根据图象知，反应物的能量大于生成物能量，所以mg 与 f2 的反应是放热反应，故正确；能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为mgi2 mgbr 2 mgcl2 mgf2，故错误；故选；(2)镁和氟气反应的热化学反应方程式为：mg(s) f (g) mgf(s) h -1124kj/mol22mg(s) br (l) mgbr(s) h -524kj/mol

7、 22将方程式- 得 mgf2222(s) br (l) mgbr (s)+ f (g) h(-524kj/mol)-( -1124kj/mol)+600kj/mol ，故答案为：mgf2(s) br2(l) mgbr2(s)+ f2(g) h+600kj/mol ；(3)镁先和氧气反应生成氧化镁，当氧气完全反应后，镁再和二氧化碳反应生成氧化镁，若容器中剩余二氧化碳，二氧化碳可能参加反应也可能不参加反应，所以残留固体物质一定含有氧化镁，可能含有碳，故选b；ag amol ，若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，(4)镁的物质的量24g/mol24根据原子守恒得amol 40g/mol5an

8、(mg) n(mgo)，所以氧化镁的质量g；243氧气有剩余，氧气的最小体积为大于和镁完全反应的体积，而小于气体总体积，2mg o22mgo ，根据镁和氧气的关系式得当镁和氧气恰好反应时需要气体氧气物质的量a1aamol 22.4l/mol7amol mol ，则需要氧气体积48l，所以氧气的体积为 b2424815v(o27a，故答案为：5a27a ；)3g； b v(o )1515(5)若容器中无气体剩余，残留固体中含有镁，说明镁不足量，假设气体全部是氧气，氧气完全反应时固体质量增加的质量bmol 32g/mol32b22.4g，则固体质量为 (a22.432b)g；22.4假设气体全部是

9、二氧化碳，根据2mg co2 2mgo c 知，固体增加的质量为二氧化碳的质量，所以固体增加的质量b44b(a44bmol 44g/molg，所以固体质量为)g，22.422.422.4则容器内固体质量为 (a 32b) m (a44b)；22.422.45a假设镁和氧气恰好反应，固体的质量为氧化镁的质量g；3假设镁和二氧化碳恰好反应，固体的质量为镁和二氧化碳的质量aag24g/mol 1 44g/mol23ag，实际上固体质量介于二者之间，为5a m 23a ，故答212312案为： (a 32b) m (a44b)；5a m 23a 。22.422.4312【点睛】根据镁和氧气、二氧化碳之

10、间的反应结合极限法来分析解答，明确镁和氧气、二氧化碳混合气体反应的先后顺序是解本题关键。3 某同学用含结晶水的正盐x( 四种短周期元素组成的纯净物) 进行了如下实验：实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤中，取1/10 溶液丙，恰好中和需消耗0.00200molnaoh；另取一定量的溶液丙，加入少量k2feo4 固体，产生黄绿色气体。请回答：（1） x 的化学式是 _，步骤的化学方程式是_ 。（2）溶液丙与 k feo 固体反应的化学方程式是24_ 。【答案】 mgcl 6h omgcl 6h omgo+2hc1+5h o22222433cl222k2 feo+

11、16hc1=4kcl+2fecl +8h o【解析】【分析】据题意知，含结晶水的正盐x 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被黄绿色气体，可得混合气体甲中含有hclnaoh 溶液中和、与少量k 2feo4 反应能生成气体。结合正盐x 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知 x 含有 h、 o、 cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(hcl)=0.02mol ，n(h2o)=mol=0.05mol 。又因盐 x 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴

12、离子为氯离子，阳离子可能为na+、 mg 2+或 al 3+。若是钠离子，则 x 灼烧时无法产生 hcl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 mg 2+，固体乙为mgo ， n(mgo)-0.01mol ，故 x 为 mgcl 26h 2o，据此解答。【详解】据题意知，含结晶水的正盐x 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被naoh 溶液中和、与少量 k 2feo4 反应能生成黄绿色气体，可得

13、混合气体甲中含有hcl 气体。结合正盐 x 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知 x 含有 h、 o、 cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(hcl)=0.02mol ，n(h2o)=mol=0.05mol 。又因盐 x 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴离子为氯离子，阳离子可能为na+、 mg 2+或 al 3+。若是钠离子，则 x 灼烧时无法产生 hcl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 mg 2+，固体乙为mgo ， n(mgo)-0.01mol ，故 x 为 mgcl 26h 2o，（1

14、）由分析可知 x 的化学式为 mgcl 26h2 o，其灼烧时分解生成mgo 、 hcl 和 h2o，发生反应的化学方程式为： mgcl 26h 2omgo+2hc1 +5h 2o。（ 2）溶液丙为稀盐酸，加入少量k2feo4 固体，产生黄绿色气体为 cl 2，可知此反应发生氧化还原反应，还原产物应为 fecl3，根据电子守恒和原子守恒可知发生反应的化学方程式为： 2k 2feo4+16hc1=4kcl+ 2fecl 3+ 3cl 2 +8h2o。4 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

15、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】 mg2si mg2si +4h+=sih4 +2mg2+ sih4 +2kmno4=2mno 2 +na2 sio3+h2 +h2o 【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

16、 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）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。5 下图中 a j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 中含有的化学键是 _。（ 2）写出铜与

17、j 反应制取 h 的化学方程式：_ 。（ 3）写出反应 的离子方程式： _ 。（ 4）写出物质 b 的电子式： _；写出物质 e 的电子式： _。（5）在反应 中，当生成标况下22.4 l 物质 g 时，转移电子数为 _mol 。【答案】离子键 极性共价键3cu 8hno33 224 hco3(稀 )3cu(no ) 2no 4h onh2ohnh3 co32 2h2o2【解析】【分析】a 受热能分解，分解得到等物质的量的b、 c、 d，且 a 与碱反应生成气体d， d 是氨气，即 a 是铵盐。 c 能与过氧化钠反应，b 能与镁反应，因此 c 为水， b 是二氧化碳，则a 为nh hco 。

18、e 为 mgo， f 为 c，水与过氧化钠反应生成g，g 为 o ， d 与 g 反应生成 h， h432为 no， i 为 no2， j 为 hno3，再结合 f 与 j 反应生成 b、 c、i，符合上述转化。【详解】（1）碳酸氢铵中含有的化学键是离子键和共价键。（2）铜与 j反应制取 h 的化学方程式为3cu 8hno3()3cu(no3)22no4h2o稀。（3）反应的离子方程式为nh hco 2oh2 2h43nh3 co32o。（4）二氧化碳的电子式为；氧化镁是离子化合物，电子式为。（5）在反应中过氧化钠中氧元素化合价从1 价升高到 0 价，则当生成标况下 22.4 l 即1mol

19、氧气时，转移电子数为 2mol。【点晴】利用物质的转化推断出各物质是解答本题的关键，c 及 a 为解答本题的突破口；解框图题的方法：最关键的是寻找 “突破口 ”， “突破口 ”就是抓 “特 ”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等；例如本题中的能与强碱反应放出气体的一般是铵盐等。6（ 1）有镁和铁的混合物共4.0 克，与 200 毫升盐酸恰好完全反应，在标准状况下共收集到 2.24l 气体。假设反应后溶液体积不变，则铁的质量为_g；反应后溶液中 mg2+的物质的量浓度为 _。（2）一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合气体用100 ml、 2.00 mol l

20、-1naoh溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有naclo 的物质的量为 0.05mol 。试计算下列问题： 所得溶液中 cl-的物质的量为 _ ；所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（ c12 ）： n（ h2）为_ 。【答案】 2.8 0.25mol 1l 0.15 mol 2:1【解析】试题分析：本题考查混合物的计算，涉及mg 、 fe 与酸的反应， cl 2与 h 2、naoh的反应。（ 1 ）根据反应的化学方程式：mg+2hcl=mgcl2+h 2、 fe+2hcl=fecl 2+h 2可列式： n（ mg ） +n（ fe） =2.24l， 24g/moln（ mg ） +56g/

21、moln （ fe） =4.0g ，解得n（ mg ）22.4l / mol=0.05mol ， n（ fe） =0.05mol ；则铁的质量m（ fe） =0.05mol 56g/mol=2.8g ；根据 mg 守恒， n（ mg 2+） =n（ mg ） =0.05mol ， c（ mg 2+） = 0.05mol =0.25mol/l 。0.2l（ 2） h2 在 cl 2 中燃烧生成 hcl ，hcl 与 naoh 溶液的反应为： hcl+naoh=nacl+h 2o；用naoh 溶液吸收后所得溶液中含naclo ，说明 h2 在 cl 2中燃烧后 cl 2 过量，过量 cl2 与na

22、oh 溶液发生的反应为： cl +2naoh=nacl+naclo+ho。根据 na 和 cl 守恒，反应后溶22液中 n（ nacl ） +n（ naclo ） =n（ naoh ） =2mol/l0.1l=0.2mol ， n（ naclo ） =0.05mol ，则 n（ nacl ） =0.2mol-0.05mol=0.15mol ，所得溶液中cl -物质的量为 0.15mol 。根据 cl 守恒，所用 cl 2 物质的量为（ 0.15mol+0.05mol ） 2=0.1mol ；生成 0.05molnaclo的同时生成0.05molnacl ，则由 hcl 与 naoh 反应生成的

23、 nacl 为 0.15mol-0.05mol=0.1mol， hcl 物质的量为 0.1mol ，根据反应 h2+cl 22hcl ，参加反应的h 2 物质的量为 0.05mol ，所用 cl 2与参加反应的 h 2 物质的量之比n（ cl 2）： n（ h 2） =0.1mol ： 0.05mol=2:1 。7 在标准状况下，分别取30ml 相同浓度的盐酸依次装入试管中，然后分别慢慢加入组成相同的镁铝混合物，相同条件下，测得有关数据如表所示反应前后体积不变）实验序号混合物质量 /mg2555101020气体体积 /ml280336336（1）盐酸的物质的量浓度为_mol/l 。（2）混合物

24、中 mg 和 al 的物质的量之比为 _。【答案】 11:1【解析】【分析】镁铝均能和盐酸反应产生氢气，由表中数据可知，30ml 盐酸最多可以生成336mlh2。因此，在实验中，金属混合物完全溶解了，而实验中，金属混合物肯定有剩余。【详解】（1）由表中数据可知， 30ml 盐酸最多可以生成336mlh2，因此，盐酸中n(h+)=2n(h20.336 l0.03 mol)= 20.03mol ，所以盐酸的物质的量浓度为1mol/l 。22.4l / mol0.03l（2）实验中， 255mg 混合物完全溶解生成 280ml h2，n(mg) 24g/mol+ n(al) 27g/mol=0.25

25、5g ，根据电子转移守恒可得 2 n(mg)+3 n(al)=2n(h2)= 20.280ln(mg)= n(al)= 0.005mol ，所以0.025mol ，联立方程组可以求出22.4l / molmg 和 al 的物质的量之比为1:1。8 现有 48.4 g 碱式碳酸镁样品 ( 化学式： xmgco 3 ymg oh 2 zh 2o ， x 、 y 、 z 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200 ml某浓度的盐酸中，充分反应后生成co24.48 l ( 已换算成标准状况下) ，测得溶液的c h0.100 mol l1。 ( 忽

26、略溶液前后体积变化)按要求回答下列问题：( 1) x:y= _。( 2) 盐酸的物质的量浓度c hcl= _ mol l 1 。【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) 10.0g 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40g / mol碳，标况下4. 48lco2 的物质的量为：4.48l 0. 2mol； 48. 4g碱式碳酸镁样品中22.4 l / moln( mgco3 )+ n mg( oh) 2 2n ( mgo) 0

27、. 25mol 2 0. 5mol ， n( mgco3) 2n( co2) 0. 2mol 20. 4mol ，则 n mg( oh) 2 0. 5mol 0. 4mol 0. 1mol ， n( h2o) 48.4g84g / mol0.4mol58g / mol0.1mol0 . 5mol ，则 xmgco3?ymg( oh) 2?zh2o18g / mol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n hc

28、l2n(mgcl2的量为： () 0 25mol2 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) 0.52mol 2. 6mol / l。0.2l9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，

29、用图所示装置进行实验，获得如下数据（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 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） 2222，滤液为 na zno， naalo 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