高考化学与镁及其化合物有关的压轴题含答案

高考化学与镁及其化合物有关的压轴题含答案一、镁及其化合物1．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）。

①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力②MgBr2与Cl2反应是放热反应③化合物的熟稳定性顺序为： MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2（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，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】①② MgF2(s)＋Br2(l)＝MgBr2(s)+ F2(g) △H＝+600kJ/mol B 5a3g b＞V(O2)＞7a 15 (a＋32b22.4)＜m＜(a＋44b22.4)5a3＜m＜23a12【解析】【分析】(1)①离子晶体中离子键越强，离子晶体越稳定；②如果反应物能量之和大于生成物能量之和，则是放热反应；③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；若容器中无气体剩余，残留固体中没有镁剩余，说明二者完全反应。

【详解】(1)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Mg 2＋与I −间的作用力小于MgF 2中Mg 2＋与F −间的作用力，故正确； ②根据图象知，反应物的能量大于生成物能量，所以Mg 与F 2的反应是放热反应，故正确；③能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI 2＜MgBr 2＜MgCl 2＜MgF 2，故错误；故选①②；(2)镁和氟气反应的热化学反应方程式为：Mg(s)＋F 2(g)＝MgF 2(s) △H ＝−1124kJ/mol ① Mg(s)＋Br 2(l)＝MgBr 2(s) △H ＝−524kJ/mol ②将方程式②−①得MgF 2(s)＋Br 2(l)＝MgBr 2(s)+ F 2(g) △H ＝(−524kJ/mol)−( −1124kJ/mol)＝+600kJ/mol ，故答案为：MgF 2(s)＋Br 2(l)＝MgBr 2(s)+ F 2(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 ；(4)镁的物质的量＝24g ag /mol ＝a 24mol ，若氧气有剩余，则镁只和氧气反应生成氧化镁，根据原子守恒得n (Mg)＝n (MgO)，所以氧化镁的质量＝a 24mol×40g/mol ＝5a 3g ； 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 ＋O 2＝2MgO ，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＝a 24mol×12＝a 48mol ，则需要氧气体积＝a 48mol×22.4L/mol ＝7a 15L ，所以氧气的体积为b ＞V (O 2)＞7a 15，故答案为：5a 3g ；b ＞V (O 2)＞7a 15； (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＝b 22.4mol×32g/mol ＝32b 22.4g ，则固体质量为(a ＋32b 22.4)g ； 假设气体全部是二氧化碳，根据2Mg ＋CO 2→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＝b 22.4mol×44g/mol ＝44b 22.4g ，所以固体质量为(a ＋44b 22.4)g ，则容器内固体质量为(a ＋32b 22.4)＜m ＜(a ＋44b 22.4)；假设镁和氧气恰好反应，固体的质量为氧化镁的质量＝5a3g；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＝a＋ag24g/mol2×1×44g/mol＝23a12g，实际上固体质量介于二者之间，为5a3＜m＜23a12，故答案为：(a＋32b22.4)＜m＜(a＋44b22.4)；5a3＜m＜23a12。

【点睛】根据镁和氧气、二氧化碳之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。

2．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的化学式为______________，B的电子式为_________________。

（2）写出下列反应②的化学方程式：___________________。

（3）写出反应③的离子方程式：_________________。

（4）写出J与F反应的化学方程式：______________。

（5）在反应④中，当生成标准状况下2.24L G时，转移电子的物质的量为_______mol。

【答案】 NH4HCO3 4NH3+5O24NO+6H2O NH4++HCO3-+2OH-NH3↑+CO32-+2H2O C+HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 0.2【解析】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D，则A为酸式盐或铵盐，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O2，H是NO，I是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NH4HCO3，(1)根据上面的分析可知，A为NH4HCO3，B为CO2，其电子式为；(2)反应②为在催化剂、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+5O24NO+6H2O；(3)在加热条件下，碳酸氢铵和氢氧化钠反应的离子方程式为：NH4++HCO3-+2OH-NH3↑+CO32-+2H2O；(4)在加热条件下，碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O；(5)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+O2↑，当生成标况下2.24L 氧气时转移电子的物质的量=2.2422.4/molLL=0.2mol。

解：无机推断题的一般解题思路：①审清题意，从题干迅速浏览、整体扫描、产生印象，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求；②找“题眼”即找到解题的突破口，此步非常关键；③从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，依物质的特性或转移特征来确定“突破口”，大胆猜测，顺藤摸瓜，进行综合分析、推理，初步得出结论；④验证确认将结果放入原题检验，完全符合才算正确；④按题目的要求写出答案。

3．已知A为单质，B、C、D、E为化合物，它们之间存在如下转化关系：（1）若A为非金属单质，B为镁条在空气中燃烧的产物之一，其与水反应可生成气体C，D为无色气体，在空气中可变成红棕色，C与HCl气体反应生成E时产生大量白烟，则B 的化学式为，由C转化为D的化学方程式为，上述反应中属于氧化还原反应的有。

（2）若A为生活中常见的金属单质，B为A与盐酸反应的产物，C可通过单质间的化合反应制得，加热蒸干并灼烧C的溶液可得到红棕色的D，将C滴入沸水中可得E的胶体，则由B转化为C的离子方程式为，加热蒸干并灼烧C的溶液可得D的原因是。

【答案】（1）Mg3N24NH3+ 5O2 4NO +6H2O ①②③⑤（2）2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-FeCl3水解吸热，且水解产物HCl易挥发，从而彻底水解生成Fe(OH)3，灼烧时分解生成Fe2O3。

【解析】试题分析：（1）镁条在空气中燃烧的主要产物有氧化镁和氮化镁，因B可与水反应生成气体C，所以A为N2，B为Mg3N2，C为NH3，D在空气中由无色变红棕色，故D为NO，NH3与HCl气体反应生成NH4Cl时产生大量白烟，所以E为NH4Cl。

根据反应过程中是否存在元素化合价变化，可判断出氧化还原反应有①②③⑤。

（2）由C可通过单质间的化合反应制得，加热蒸干并灼烧C的溶液可得到红棕色的D，且B为A与盐酸反应的产物，可判断A为Fe，B为FeCl2，C为FeCl3，D为Fe2O3，E为Fe(OH)3。

考点：元素化合物4．A、B、C、D、E、X 都是短周期元素组成的常见无机物根据上框图关系,完成下列问题:（1）A可作漂白剂，X是含有某种阳离子（此阳离子具有净水作用）的溶液，且M(A)=M(D)，则A与H2O反应的化学方程式为___________，C转化成D的离子方程式为___________（2）A的某种合金可作原子反应堆的导热剂，X是非极性分子的化合物，则A与H2O反应的离子方程式为________________，C转化成D的化学方程式为______________（3）A是单质，X是Na2CO3溶液，E可用消毒剂，则A与H2O反应的离子方程式为_______________，（4）A是单质，X是单质（它的同素异形体是原子晶体），则E与SiO2反应的化学方程式为________________（5）A是化合物，X是O2，C转化成D还需要催化剂，E具有两性，则A与H2O反应的化学方程式为_____________（6）A是化合物（Mr(A)=100），X是O2，B转化成C还需要催化剂，E是中强碱，则A与H2O反应的化学方程式为___________【答案】2Na2O2+ 2H2O =4NaOH + O2↑ 3AlO2－+ Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3↓ 2Na + 2H2O =2Na++ 2OH－+H2↑ Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 Cl2 + H2O =H＋+Cl－+ HCl SiO2 +4HF=SiF4↑+ 2H2O Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3+ 3H2S↑ Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2+ 2NH3↑【解析】【分析】A和水反应生成两种物质，B和X反应生成C，C再与X反应生成D，可推测可能是连续两次氧化，或者与量有关的反应。