高考化學與鎂及其化合物有關(guān)的壓軸題附詳細答案

1、高考化學與鎂及其化合物有關(guān)的壓軸題附詳細答案一、鎂及其化合物1.金屬鎂是一種活潑的常見金屬，有著廣泛的用途。下圖是金屬鎂和鹵素反應的能量變化 圖(反應物和產(chǎn)物均為 298 K時的穩(wěn)定狀態(tài))。* 1 1期 4反應科用(1)下列選項中正確的是 (填序號)。Mgl2中Mg2+與間的作用力小于 MgF2中Mg2+與F-間的作用力MgBr2與C12反應是放熱反應化合物的熟穩(wěn)定性順序為：Mgl2MgBr2MgCl2MgF2(2)請寫出在一定條件下液濱與氟化鎂固體反應的熱化學方程式： 。已知，金屬鎂在點燃的條件下能與二氧化碳反應：2Mg+CO2-2MgO+C,現(xiàn)將a克鎂放在盛有b L (標準狀態(tài)下)二氧化碳

2、和氧氣的混合氣體的密閉容器中充分燃燒；(3)若容器中剩余二氧化碳，則殘留固體物質(zhì) A 一定只有 MgO B一定有MgO,可能有 CC 一定有MgO和C D一定有C,可能有 MgO(4)若反應容器中有氧氣剩余，則容器內(nèi)剩余固體的質(zhì)量為 ,出現(xiàn)此種狀況， 容器中原來b L混合氣體中氧氣的體積應滿足(用含a的代數(shù)式)。(5)若容器中無氣體剩余，殘留固體中含有鎂，則殘留固體 m的取值范圍 ;若 容器中無氣體剩余，殘留固體中沒有鎂剩余，則殘留固體 m的取值范圍 。【答案】MgF2(s)+Br2(l)= MgBr2(s)+ F2(g) AH=+600kJ/mol B 5ag bV(O2)3至(a+ %)m

3、(a+些)皿m 強1522.422.4312【解析】【分析】(1)離子晶體中離子鍵越強，離子晶體越穩(wěn)定；如果反應物能量之和大于生成物能量之和，則是放熱反應；化合物的熱穩(wěn)定性與物質(zhì)的能量大小有關(guān)，能量越小越穩(wěn)定；(2)根據(jù)蓋斯定律書寫；(3)鎂在燃燒時先和氧氣反應生成氧化鎂，當氧氣完全反應后，鎂再和二氧化碳反應生成氧 化鎂；(4)若氧氣有剩余，則鎂只和氧氣反應生成氧化鎂，根據(jù)原子守恒計算；采用極限的方法計算；(5)若容器中無氣體剩余，殘留固體中含有鎂，假設氣體全部為氧氣或二氧化碳，然后采用極限的方法解答；若容器中無氣體剩余，殘留固體中沒有鎂剩余，說明二者完全反應。【詳解】(1)相同類型的離子晶體

4、中，離子鍵越強，則離子間作用力越強，物質(zhì)含有的能量越低，所以Mgl2中Mg2與間的作用力小于 MgF2中Mg2+與F-間的作用力，故正確；根據(jù)圖象知，反應物的能量大于生成物能量，所以 Mg與F2的反應是放熱反應，故正確；能量越小的物質(zhì)越穩(wěn)定，所以化合物的熱穩(wěn)定性順序為Mgl2 MgBr2V(O2) ；157aV(O2) ,故答案為:15(5)若容器中無氣體剩余，殘留固體中含有鎂，說明鎂不足量，假設氣體全部是氧氣，氧氣完全反應時固體質(zhì)量增加的質(zhì)量=mol x 32g/mo匕32b g則固體質(zhì)量為(a+22,422.432b22.4)g;假設氣體全部是二氧化碳，根據(jù)2Mg + CQ- 2MgO+

5、C知，固體增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，所以固體增加的質(zhì)量=-mol x 44g/mo上g,所以固體質(zhì)量為(a+ /竺)g22,422.422.4則容器內(nèi)固體質(zhì)量為(a+2b)vmv(a+4也)；22,422.45a假設鎂和氧氣恰好反應，固體的質(zhì)量為氧化鎂的質(zhì)量=3 一 TOC o 1-5 h z 假設鎂和二氧化碳恰好反應，固體的質(zhì)量為鎂和二氧化碳的質(zhì)量=a+24g/mol x 1 x 44g/molg,頭際上固體質(zhì)重介于二者之間，為 v m v,故答123122案為：(a+朝)m(a+%)；坦 m2n(NSC4)+n(NaAlO2),即 0.84 x 22X 0.2 X 蝴.21 得：a0.6

6、 所以 a 的取值 范圍為：故0.6 w抵1,故答案為0.6 w豕1?！军c晴】本題考查了有關(guān)混合物反應的計算，題目難度較大，對于圖象題，要明確每一段圖象發(fā)生 的化學反應、知道拐點代表的含義及溶液中溶質(zhì)的成分，結(jié)合方程式對有關(guān)問題進行分 析；注意守恒思想的運用，使計算簡化。7.鋁鎂合金已成為飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的同學，為測 定某含鎂3%5%J鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設計下列兩種不同實驗方 案進行探究。填寫下列空白。方案一R實驗方案1將鋁鎂合金與足量NaO聆液反應，測定剩余固體質(zhì)量。(1)實驗中發(fā)生反應的化學方程式是 。(2)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣

7、品，溶于 V mL 2.0 mol/L NaOH 溶液中。為使其反應完 全，則NaO聆液的體積V 。過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中 若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。 方案二R實驗方案1將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體在通常狀況(約20 C,51.0110 Pa)的體積。R問題討論1 ( 3)同學們擬選用圖一實驗裝置完成實驗：圖一你認為最簡易的裝置其連接順序是：A接() ()接()()接()(填接口字母，可不填滿。)實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開分液漏斗可旋轉(zhuǎn)的活塞，一會兒后稀硫酸也不能順利滴入錐形瓶中。請你幫助分析

8、原因。實驗結(jié)束時，在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時，你認為最合理的是 。(有幾個選幾個)。A.等待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)B.上下移動量筒 F,使其中液面與廣口瓶中液面相平C.上下移動量筒 G使其中液面與廣口瓶中液面相平D.視線與凹液面的最低點水平，讀取量筒中水的體積(4)仔細分析實驗裝置后，同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形 瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設計了圖二的實驗 裝置。圖二裝置中導管a的作用是。實驗前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為Vi mL、V2 mLo則產(chǎn)生

9、氫氣的體積為mL (用含Vi、V2的式子表達)【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAQ+3H2 T 97mL 偏高 E D G鎂、鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大ACD使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差Vi-V2【解析】方案一：.鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應方程式為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 T ,故答案為 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 f ；.含鎂為3%時，金屬鋁

10、的含量最高，5.4g合金中鋁的質(zhì)量為 5.4g X (1-3%)=5.4 ,x 97% g則：2Al + 2NaOH + 2HO = 2NaAQ+ 3H2 T54g 2mol5.4g x 97% g V -3L冰 12)0mol/L得 54g:(5.4g x 97% g)=2mol:(V -3L0 W W QQ UO0A5鹽酸過量，圖象中各線段對應的化學反應如下：OA 段： H+ + OH =H2O, AB 段： Mg2+ + 2OH =Mg(OH) 2 J 和 Al 3+ +3OH =Al(OH) 3BC 段： Al(OH) 3+OH =AlO 2 +2H2O。據(jù)此解析如下：B點對應的沉淀為

11、 Al(OH) 3和Mg (OH) 2,其總質(zhì)量為13.6g, C點對應的沉淀為 Mg (OH) 2,其質(zhì)量為5.8g,所以nMg (OH) 2= n(Mg)=0.1mol,即金屬鎂的質(zhì)量為 2.4g；則n(Al )= nAl(OH) 3=的物質(zhì)的量之比為13.6g 5.8g=。.佃。1,則金屬鋁的質(zhì)量為2.7g,所以合金中 Mg與Al78g / mol1 ： 1,合金的總質(zhì)量為 5.1g 。(2)由(1)的分析可知 nAl(OH) 3 =0.1mol,則反應中溶解Al(OH) 3沉淀需要 n(NaOH)=0.1mol , BC段加入氫氧化鈉溶液的體積為20mL,所以c(NaOH)= 1mo

12、= 5mol/L。0.02L當加入NaOH溶液的體積為120mL時，即B點的溶液中溶質(zhì)只有 NaCl,根據(jù)其組成比即n(Na+)=n(Cl ),可得 n(NaOH)=n(HCl)=0.12L mol/L=0.60mol ,所以 c(HCl)=0.6mol0.1L6mol/L。(4)據(jù)題意，加入NaOH液時，先與Al 3+反應，再與NH+反應，最后Al(OH) 3溶解，反應的 離子方程式依次為 Al3+3OH =Al(OH) 3， NH+OH =NH3+H2O,Al(OH) 3+OH =AlO2 +2H2O,由NHAl(SO4)2的物質(zhì)的量為 0.1mol和c(NaOH)= 5mol/L ,求出

13、反應中 生成 nAl(OH) 3 =0.1mol,消耗 V(NaOH)=60mL,反應消耗 V(NaOH)=20mL,反應消耗 V(NaOH)=20mL,由此可畫出圖象如答案所示。點睛：利用圖象的 BC段求出氫氧化鈉溶液的濃度是解答本題的關(guān)鍵；利用B點溶液中溶質(zhì)的組成比求出鹽酸的濃度是解題的技巧。10.鎂在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域均有重要用途。某化學小組利用硼砂工廠的固體廢棄物(主要 含有MgCO3、MgSQ、AbO3和Fe2O3等)，設計了回收其中鎂的工藝流程：Sis,!, r_,產(chǎn)成灌火陽儂詼)注陽一宜金跡畫Tg委卜八、卷第三，4*11睽情)(1)酸浸前，將固體廢棄物研磨的目的是,為達到此目的，還

14、可以采取的措施是-I招二次胃胸叫.gg：魯一一融城(任寫一條)。(2)酸浸時，生成濾渣I的離子方程式為 。(3)第一次調(diào)節(jié)pH的目的是。當加入氨水使 Al3+開始沉淀時，溶液中 c (Fe3+) /c (Al3+)為 。已知 KspFe(OH)3 =4 X-38) KspAl(OH)3 尸1X1033.(4)設計簡單方案分離濾渣2,簡述實驗過程： 。(5)濾液3中可回收利用的物質(zhì)主要是 (填化學式)，其陽離子的電子式為O(6)寫出工業(yè)上從濾渣 3中獲得鎂錠的所有反應的化學方程式： 。【答案】加快浸出速率提高反應溫度或適當增加硫酸濃度(或其他合理答案)MgSiO3+2H+=Mg2+H2SiQ使F

15、e3 Al3+沉淀從而分離出來4.0 莢10溶于適量氫氧化鈉溶液，過濾得Fe (OH) 3；向濾液中通入過量 CO2,過濾得Al (OH) 3 (NH4)2SO4Mg (OH) 2+2HCl=MgCb+2H2O、MgCl2 (熔融)烏電/Mg+C12T【解析】浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應，從化學反應速率和化學平衡的影響因素來看， 可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過攪拌使反應物充分接觸反應，或通過過濾后 濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率；因 MgCO MgSiQ、AlzQ、FezQ能與硫酸反應，生成了 MgSO Al 2(SO4) 2 和 Fe2(SO4) 3 ,其中 NSO形成濾渣 1,

16、濾液 1 中 MgSO Al 2(SO4) 2 和 Fe(SQ)3,根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH,在調(diào)節(jié)pH至5.5時，F(xiàn)e”和Al3 +已經(jīng)完全沉淀，濾渣 2的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH) 3 ,濾液2中陰離子主要是 SO2 ,加入NHH2O后在調(diào)節(jié)pH至12.5時MJ+完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是 (Nhk)2SQ。 (1)酸浸前，將固體廢棄物研磨的目的是加快浸出速率，浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應，從化學反應速率和化學平衡的影響因素來看，可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶 解度，或通過攪拌使反應物充分接觸反應，或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率，故 答案為加快浸

17、出速率，適當提高反應溫度、增加浸出時間(或其他合理答案)(2)因 MgCO MgSiQ、Al2Q、FezQ能與硫酸反應，生成了MgSQ Al2(SQ” 和Fe(SQ)3 ,其中H2SQ3形成濾渣；酸浸時，生成濾渣I的離子方程式為MgSQ+2H+=Mg2+H2SiQ; (3)濾液 I 中含有 MgSO Al 2(SOU) 2 和 Fe2(SO，)3 ,根據(jù)陽離子 以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH,在調(diào)節(jié)pH至5.5時，F(xiàn)e3+和Al3+已經(jīng)完全沉淀，濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3 ,第一次調(diào)節(jié)pH的目的是使Fe3+、Al3+沉淀從而分 離出來；當加入氨水使 Al3+開始沉淀時，溶液中 c (Fe3+) /c (Al3+)=KspFe(OH)3 / KspAl(OH)3 =4 X 彳01 X 1G3=4.0 X 10; ( 4)設計簡單方案分離濾渣 2,濾 渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3 ,利用Al(OH) 3具有兩性，分離操作：溶于適量氫氧化鈉溶液，過濾得 Fe(OH) 3；向濾液中通入過量 CQ,過濾得Al (OH) 3 ； (7)上述過濾 后濾液中陰離子主要是 SQ2 ,加入NHT2O后在調(diào)節(jié)pH至12.5時M0+完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是(NHSO,故答案為(NH4)2 SO4；其陽離子的電子式為 ，(