备战高考化学镁及其化合物-经典压轴题含答案(1)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：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-=SiO32-+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×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0.06mol×24g/mol＝1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量＝0.03mol×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。

2．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：（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+E→D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+H2ΔCu+H2O3Fe+4H2O Fe3O4+4H22Mg+CO22MgO+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；3．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①的化学方程式是__________________________________。

（3）反应④的离子方程式是_________________________________。

（4）图中溶液的溶质是____________（填化学式．．．．），现有100mL含浓度均为1.0mol/L的MgCl2和AlCl3的混合溶液，要使其中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离．．出来，至少需要2.0mol/L该溶液的体积为___________mL。

【答案】Na2O22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O NaOH300【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，白色沉淀与盐酸反应生成二氧化碳。

（1）固体X是Na2O2；（2）反应①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④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+=Ca2++CO2↑+H2O；（4）根据图中信息，图中溶液的溶质是NaOH，要使其中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来，则加入的NaOH将Mg2+转化为沉淀而将Al3+转化为偏铝酸盐，即有关的方程式是Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。

Mg2＋和Al3＋的物质的量均为0.10mol，所以根据方程式可知，至少消耗NaOH的物质的量是0.10mol×4＋0.10mol×2＝0.60mol，所以需要2.0mol/L NaOH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。

4．将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200 mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.0 mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。

(1)原合金中铝的物质的量分数为_____________。

(2)盐酸中HCl的物质的量浓度为_____________。

【答案】36% 4mol/L【解析】【分析】由图可知，加入20m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，说明所得溶液中含有盐酸；再加入氢氧化钠溶液，镁离子和铝离子完全反应生成19.4g沉淀，当加入180ml氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到11.6g氢氧化镁沉淀。

【详解】（1）由图可知，氢氧化镁的质量为11.6g，氢氧化铝的质量为（19.4—11.6）g=7.8g，由原子个数守恒可知，合金中镁的质量为11.658/gg mol×24g/mol=4.8g，铝的质量为7.8 78/gg mol ×27g/mol=2.7g，则铝的物质的量分数为 2.74.8 2.7gg g×100%=36%，故答案为：36%；（2）由图可知，当加入180ml氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到氯化钠和偏铝酸钠的混合溶液，由铝原子个数守恒可知n（AlO2-）=n（Al3+）=0.1mol，由电荷守恒可得n（Na+）=n（Cl-）+n（AlO2-），n（Cl-）=5.0 mol·L-1×0.18L—0.1mol=0.8mol，则200 mL盐酸的浓度为0.80.2mol L=4mol/L，故答案为：4mol/L。

5．（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-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·L －1 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=MgCl 2+H 2↑、Fe+2HCl=FeCl 2+H 2↑可列式：n（Mg ）+n （Fe ）= 2.24L 22.4L /mol，24g/moln （Mg ）+56g/moln （Fe ）=4.0g ，解得n （Mg ）=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 0.2L=0.25mol/L 。

（2）H 2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H 2在Cl 2中燃烧后Cl 2过量，过量Cl 2与NaOH 溶液发生的反应为：Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H 2O 。

根据Na 和Cl 守恒，反应后溶液中n （NaCl ）+n （NaClO ）=n （NaOH ）=2mol/L ⨯0.1L=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NaCl 为0.15mol-0.05mol=0.1mol ，HCl 物质的量为0.1mol ，根据反应H 2+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。

6．将3.9g 的镁铝合金粉末放于过量的盐酸中，产生的气体体积在标况下是4.48L 。

请计算：(1)合金中镁的质量分数；(2)合金中镁铝的物质的量之比。

【答案】(1)30.77% (2)n(Mg) ∶n(Al) ＝1∶2【解析】设合金中镁的物质的量为x ，铝的物质的量为y ，则：Mg + 2HCl ====MgCl 2 + H 2↑1 22.4x 22.4x2Al +6HCl =====2AlCl 3 +3 H 2↑2 3⨯22.4y 33.6y24x + 27y=3.922.4x+ 33.6y=4.48解得x=0.05mol ，y=0.1mol ；（1）合金中镁的质量分数=0.0524100%3.9⨯⨯=30.77%； （2）)n(Mg) ∶n(Al) ＝0.05mol : 0.1mol =1∶2。