高考化学镁及其化合物(大题培优易错试卷)附详细答案

高考化学镁及其化合物(大题培优易错试卷)附详细答案一、镁及其化合物1．以硼镁泥(主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量A l2O3、FeO和MnO)为原料制备高纯Mg(OH)2的流程如下：己知：①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示：pH值Mg(OH)2Mn(OH)2MnO(OH)2Fe(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3开始沉淀时9.37.17.87.6 3.7 2.3沉淀完全时10.810.89.89.6 4.7 3.7②温度高于340℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O。

(1)“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为__________。

a.将硼镁泥制成浆料b.降低浸取温度c.用盐酸多次浸取(2)“浸取”时，MgSi O3与盐酸反应的化学方程式为_________________________。

(3)“除铁、铝”时，需调节溶液pH范围为_________________________。

(4)“除Mn2+”时发生反应的离子方程式为_________________________；过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和__________。

(5)“沉镁”时，反应温度与Mg(OH)2的产率如图所示，当温度超过60℃，随温度再升高，Mg(OH)2产率反而降低，其原因可能是________________。

【答案】ac MgSi O3+2HCl+(n-l)H2O=MgCl2+Si O2·n H2O4.7<pH<7.1Mn2++H2O2+2O H-=MnO(OH)2↓+H2O Mg(OH)2氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低。

【解析】（1）此处主要考查反应速率的影响因素，所以要想加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑，可以采取升温、把硼镁泥粉碎、搅拌等措施，答案选ac。

(2)根据滤渣1可知：MgSiO3与盐酸反应生成SiO2·nH2O，还有产物MgCl2、H2O方程式为MgSiO3+2HCl+(n-l)H2O=MgCl2+SiO2·nH2O（3）加入双氧水后，Fe2+转化为Fe3+，要使Fe3+、Al3+完全沉淀，pH必须大于或等于4.7，Mn2+不沉淀，pH小于或等于7.1，所以答案为4.7<pH<7.1（4）Mn2+在碱性下被H2O2氧化生成MnO(OH)2，H2O2被还原为H2O，离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO(OH)2↓+H2O 。

MnO(OH)2沉淀完全时pH已达9.8，该条件下，Mg2+已经沉淀，故还有Mg（OH）2沉淀生成，故过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和Mg（OH）。

2（5）温度过高，氨水挥发加剧，溶液中氨水浓度减小，导致Mg（OH）2产率降低。

点睛：解答化学工艺流程题目，可按以下步骤进行：①粗读试题，尽量弄懂流程图。

对照原料和产品，明确核心反应和除杂任务。

②明确流程图中箭头方向和代表的含义。

流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。

③图中一般会出现陌生知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。

④带着问题去精心研究某一步或某一个物质。

⑤注意化学语言的规范性。

2．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 MgF 2(s)＋Br 2(l)＝MgBr 2(s)+ F 2(g) △H ＝+600kJ/mol B 5a 3g b ＞V (O 2)＞7a 15 (a ＋32b 22.4)＜m ＜(a ＋44b 22.4) 5a 3＜m ＜23a 12【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(O2)＞7a15，故答案为：5a3g；b＞V(O2)＞7a15；(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＝b22.4mol×32g/mol＝32b22.4g，则固体质量为(a＋32b22.4)g；假设气体全部是二氧化碳，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＝b22.4mol×44g/mol＝44b22.4g，所以固体质量为(a＋44b22.4)g，则容器内固体质量为(a＋32b22.4)＜m＜(a＋44b22.4)；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。

3．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。

4．A、B、C、D 均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素，它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他物质已经略去)：（1）若 A 是一种金属，C 是淡黄色固体，C 的阴阳离子个数比为_______；（2）若 A 为淡黄色固体单质，写出 D 的浓溶液与铜反应的化学方程式_______；（3）若 A 是化合物，C 是红棕色气体，则 A 的化学式为_____；C 转化为 D 的过程中，氧化剂与还原剂的质量比为_____。