镁试题 高考化学考前专项复习（含解析）

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镁
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．等量的镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是
A．2 mol·L－1H2SO4溶液
B．3 mol·L－1CuSO4溶液
C．6 mol·L－1KOH溶液
D．3 mol·L－1Ba(OH)2溶液
2．对下列实验现象及其解释不正确的是(　　)
A．金属钠在Cl2中燃烧产生白烟，这是因为产生的NaCl固体颗粒分散到空气中所致
B．把烧红的铁丝放在氧气中，发出耀眼白光，产生黑色固体，这是因为该反应放热多，生成的Fe3O4为黑色
C．单质Mg、Al与O2反应，条件不同，可能产生不同的产物
D．镁带在空气中点燃发出耀眼光芒，常用于制照明弹，主要发生反应：2Mg＋O22MgO，其中，Mg作还原剂
3．将3.6克含有杂质铝的金属镁与足量的稀硫酸反应，在标况下产生氢气的体积(V)为
A．V=4.8升 B．V=3.36升
C．2.98升＜V＜3.36升 D．3.36升＜V＜4.48升
4．一份质量为4g的合金，与足量的盐酸完全反应生成0.2gH2，则该合金可能是
A．Fe-Zn合金 B．Fe-Cu合金 C．Fe-Mg 合金 D．Mg-Al合金
5．向mg镁和铝的混合物重加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系正确的是
A．p=m+ B．c= C．n=m+17Vc D．m6．取50 mL稀硫酸与一定质量的镁、铝合金反应，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol·L－1 NaOH溶液至过量，生成沉淀质量与加入NaOH溶液体积关系如图，则
A．原合金中铝的质量为7.8 g
B．原合金中镁的质量为4.8 g
C．原合金的质量为19.4 g
D．硫酸的物质的量浓度为5 mol·L－1
7．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。W、X、Y所在的族均不相邻，族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大。下列说法正确的是
A．由X、Y、Z三种元素形成的化合物只有一种
B．原子半径：
C．W的氢化物的沸点小于X的氢化物的沸点
D．一定条件下，Y的单质能将W从置换出来
8．实验探究镁与水的反应，分别将相同质量的镁条加入两种混合物中进行实验，实验①为4.5mL 0.2mol/L KCl溶液和0.5mL 0.2mol/L 溶液混合后的滤液，实验②为4.5mL 0.2mol/L KCl溶液和0.5mL 0.2mol/L 溶液的混合液。得出以下的图像数据，下列说法错误的是
A．实验①中构成原电池反应原理
B．实验②放出氢气体积比实验①大
C．实验①和实验②均存在反应
D．实验①初始的pH值比实验②低是由于发生水解反应
9．是一种新型储氢合金，该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为，得到的混合物在4.0mol L-1HCl溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是
A．该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间
B．中，两种元素的化合价均为零价
C．在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼可获得该合金
D．一定条件下，17mol和12molAl与盐酸完全反应，释放氢气的总量为52mol
10．下列说法不正确的是
A．金属镁的密度小、硬度大，因此被用于制造飞机的部件等
B．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
C．水玻璃是建筑行业常用的一种黏合剂和木材的防火剂
D．“火树银花”中的焰火实质上是金属元素的焰色反应
二、判断题
11．镁不慎着火，可以用灭火。(_____)
12．工业上制造镁粉是将镁蒸气在CO2气体中冷却。(_____)
13．镁着火时可用泡沫灭火器灭火。（ ）
14．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁。(_______)
15．工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融的方法。(_____)
三、解答题
16．镁是一种重要的金属材料。某化学兴趣小组探究镁与水的反应及影响因素。
(1)探究温度对镁与水反应速率的影响：取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放于试管中。向试管中加入2mL蒸馏水，并滴入2滴酚酞溶液。观察到镁条表面有少量气泡，反应缓慢。过一会加热试管至水沸腾，镁条表面产生大量气泡，溶液变红。
①写出镁与水反应的化学方程式 。
②镁与沸水反应速率加快的原因是温度升高，反应速率加快以及 。
(2)探究NH和HCO对镁与水反应速率的影响
取四根经打磨的相同镁条，分别插入四种盐溶液中进行对比实验，其结果如下。
实验序号 a b c d
浓度均为0.1mol·L-1盐溶液 NH4NO3 NaHCO3 NaNO3 NH4HCO3
溶液起始pH 5.1 8.3 7.0 7.8
10min后产生气体体积(mL) 1.5 0.7 ＜0.1 1.4
气体主要成分 H2
10min后镁条表面情况 大量固体附着(固体可溶于盐酸)
①以上实验结果表明NH (填“促进”、“抑制”或“不影响”)镁与水的反应。
②能够说明HCO对Mg与水反应起促进作用的证据是 。
③b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[用Mg2(OH)2CO3表示]，写出生成该固体的离子方程式 。
17．某学习小组探究 Mg 与 NaHCO3溶液反应的机理，做了如下探究。
实验一：
实验 A 实验 B
操作 在注射器中加入过量镁片（擦去表面氧化膜）， 吸入 15mL 饱和 NaHCO3溶液。 在注射器中加入过量镁片（擦去表面 氧化膜），吸入 15mL 蒸馏水。
现象 有气体产生，20min 后注射器内壁和底部产生 大量白色沉淀 缓慢产生气体
（1）写出 B 中生成气体的化学方程式 。
实验二：
（2）实验 A 产生的气体有 。
实验三：分别取少量实验 A 和 B 的上层清液于两支试管中，各加入 2 滴 BaCl2溶液，A 中立即产生白色沉淀，B 中无明显现象。
（3）实验三说明 Mg 与 NaHCO3溶液反应产生了 （填离子符号）。对 A 中白色固体的成分提出假设：
I．白色固体是 Mg(OH)2；II．白色固体是 MgCO3；III．白色固体是碱式碳酸镁。
实验四：
将 A 中白色沉淀过滤、洗涤后，取 0.1mol 加入 1mol/L 盐酸 800mL 恰好完全反应，产生标况下的 CO2气体 6.72L。
（4）白色沉淀的主要成分为 （写化学式）。
（5）综上所述，结合平衡移动原理解释实验 A 中产生现象的原因 。
18．某实验小组想验证Mg粉和CO2的反应，请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该实验的装置。现提供浓H2SO4、稀盐酸、镁粉、大理石、澄清石灰水，饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液。（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）。
（1）将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加的试剂 （可不填满）
选用的仪器（填字母） 加入的试剂
A 稀盐酸、大理石
（2）A中发生反应的离子方程式为 。
（3）组装好仪器，检查气密性良好，加入药品。在加热反应管C之前应进行的操作和目的是
。
（4）反应中C装置的主要现象是 。
参考答案：
1．A
【详解】A．镁、铝都和稀硫酸反应生成氢气，发生反应为H2SO4+Mg=MgSO4+H2↑、3H2SO4+2Al=Al2(SO4)3+2H2↑；
B．镁、铝都不能与硫酸铜溶液反应生成氢气；
C．镁不能和氢氧化钾反应，铝和氢氧化钾反应生成氢气，离子反应为：2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑；
D．镁不能和氢氧化钡溶液反应，铝和氢氧化钡溶液反应生成氢气，离子反应为：2Al+ 2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
根据以上分析知，生成氢气最多的是2mol/L H2SO4溶液，答案选A。
【点晴】该题溶液的浓度不是计算的数据，而是判断金属是否与溶液反应其生成氢气，认真审题为解答关键，等量的镁铝合金分别与不同的溶液反应，根据电子守恒可知：当只有两种金属都和溶液反应，且都生成氢气，此时放出氢气的量最大。
2．C
【详解】A.NaCl 为白色固体，固体小颗粒分散到空气中就是烟，故A项正确；
B. 把烧红的铁丝放在氧气中，发生反应，发出耀眼白光，产生黑色固体，这是因为该反应放热多，生成的Fe3O4为黑色，故B项正确；
C.Mg或Al与O2反应，不论加热与否，都是只有一种产物MgO或Al2O3，故C项错误；
D.Mg与O2反应放出大量热，火焰明亮，所以军事上常用它制照明弹；在这三个反应中，Mg 的化合价都是从0到+2，所以Mg都是作还原剂，故D项正确；
故答案为C。
3．D
【分析】利用极值法进行计算,分别计算出3.6 g镁、3.6 g铝与稀硫酸完全反应生成气体的物质的量、标况下氢气的体积，则3.6 g镁、铝的化合物与稀硫酸反应生成的氢气一定介于二者之间，据此进行解答。
【详解】3.6 g铝的物质的量为：n(Al)=，根据反应方程式：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑可得关系式2Al~3H2，，在标况下0.2 mol氢气的体积V(H2)=22.4 L/mol×0.2 mol=4.48 L；3.6 g镁的物质的量n(Mg)=，根据反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知，0.15 mol Mg反应生成0.15 mol氢气，在标况下0.15 mol氢气的体积V(H2)=22.4 L/mol×0.15 mol=3.36 L。现在是3.6 gMg、Al的混合物，所以3.6克含杂质Al的金属镁与足量的稀硫酸反应生成标况下氢气体积：3.36升＜V＜4.48升，故合理选项是D。
4．C
【详解】根据活泼金属能与盐酸反应生成氢气，当生成0.2g的氢气时，需要铁5.6g、锌6.5g、镁2.4g、铝1.8g，因为铜与盐酸不反应，相当于需要无穷大。利用平均值原理可知，这4g合金只能是铁-镁合金，故本题正确答案为C。
点睛：这种题型只要明白了做题依据，其实很简单。这个原理就是平均值原理，即“一大一小是可能，都大都小不可能”。如本题中合金的质量4g是平均值，而生成0.2g的氢气需要铁5.6g、锌6.5g、镁2.4g、铝1.8g、铜无穷大，所以需要铁、锌的质量都大于4g，需要镁、铝的质量都小于4g，都是不可能的；而需要铁5.6g>4g，需要镁2.4g<4g，所以Fe-Mg 合金是可能的。
5．A
【详解】A．选项中p为生成的氧化物的质量， 由， 可知，氧化物的质量等于金属质量与氧原子的质量之和，由方程式可知氧原子的物质的量等于氢氧根离子物质的量的一半，即等于氢气的物质的量，故，故A正确；
B．根据电荷守恒，氢氧化镁、氢氧化铝沉淀中含有，等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，故生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半，故，整理得，故B错误；
C．沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，其质量等于金属的质量与含有的氢氧根离子的质量之和，故，故C错误；
D．若氧化物为氧化铁，根据元素守恒，则质量为P= ××160g/mol=，若mg全是铝，得到的氧化物为氧化铝，根据元素守恒，则质量为p=××102g/mol=，质量介于二者之间，故D错误；
故选A。
6．B
【解析】Al、Mg和硫酸反应得Mg2+、Al3+，结合图可知，NaOH体积小于20mL时，发生H++OH-=H2O，NaOH溶液体积在20-160mL时，Mg2+、Al3+和OH-生成Mg(OH)2、Al(OH)3，NaOH溶液体积在160-180mL，Al(OH)3溶于OH-，据此解答。
【详解】A．NaOH溶液体积在160-180mL，Al(OH)3溶于OH-，Al(OH)3的质量为19.4 g－11.6 g＝7.8 g，Al(OH)3的物质的量=0.1 mol，则铝的质量为2.7 g，A错误；
B．加入180 mL NaOH溶液时沉淀不再溶解，则Mg(OH)2的质量为11.6 g，n[Mg(OH)2]＝＝0.2 mol，则Mg的质量为24 g·mol－1×0.2 mol＝4.8 g，B正确；
C．原合金质量=Mg的质量+Al的质量=4.8 g＋2.7 g＝7.5 g，C错误；
D．消耗NaOH溶液的体积为160 mL 时，Mg2+、Al3+恰好完全沉淀，此时溶液的溶质全为Na2SO4，根据钠离子、硫酸根守恒可求出消耗H2SO4的总量=n(NaOH)=＝0.4 mol，则硫酸的浓度为＝8 mol·L－1，D错误。
答案选B。
7．D
【分析】族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大，但Y的序数比W、X均大，则Y、Z一定位于第三周期，W、X一定位于第二周期；4种元素最外层电子数之和为19，则Y和W的族序数之和一定小于19÷2=9.5，则二者只能为前四个主族；Y为Na时，没有符合题意的，Y为Mg时，W为C、X为O、Z为Cl ，故符合题意的为：Y为Mg、W为C、X为O、Z为Cl。
【详解】A．X、Y、Z分别为O、Mg、Cl，三者可形成MgClO3、MgClO4等种化合物，A错误；
B．Y为Mg、W为C、X为O、Z为Cl，原子半径Y(Mg)>Z(Cl)>W(C)>X(O)，B错误；
C．W为C，其氢化物很多，如甲烷、苯、甚至固态氢化物，X为O，其氢化物为H2O、H2O2，因此W 的氢化物的沸点不一定小于X的氢化物的沸点，C错误；
D．Y为Mg、为CO2，2Mg+CO22MgO+C，故一定条件下，Y的单质能将W从置换出来，D正确；
答案选D。
8．B
【详解】A．Mg与银离子反应生成Ag，从而形成Mg Ag原电池，原电池会加快反应速率，故A正确；
B．溶液体积相同，实验①的pH变化大，根据，说明实验①放出氢气体积大，故B错误；
C．实验①和实验②的pH均变化大，说明均存在反应，故C正确；
D．发生水解反应，溶液显酸性，故D正确；
综上所述，答案为B。
9．D
【详解】A．合金的熔点比各成分的熔点都低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，A错误；
B．中，H的化合价为-1，Mg的化合价为+2，B错误；
C．在氮气条件下，一定温度下熔炼，镁和氮气会发生反应：，C错误；
D．一定条件下，17 mol 与盐酸完全反应生成34 mol氢气，12 mol Al与盐酸完全反应生成18 mol氢气，共放出52 mol氢气，D正确；
故选D。
10．A
【详解】A．金属镁的密度小，硬度小，但是镁合金具有硬度大、密度小、耐腐蚀等特点，被用于制造飞机的部件等的材料是镁合金，A错误；
B．人呼出的气体中含有CO2，Na2O2吸收CO2产生O2，所以可用作呼吸面具供氧剂，B正确；
C．硅酸钠溶液俗名水玻璃，有黏性，所以水玻璃是建筑行业的一种黏合剂，C正确；
D．不同金属灼烧会产生不同颜色的焰色，“火树银花”中的焰火实质上是金属元素的焰色反应，D正确；
综上所述答案为A。
11．错误
【详解】Mg与反应生成MgO和C，故不可以用灭火。
12．错误
【详解】高温时，O2、N2、CO2等都能与镁反应，因此镁蒸气不能在CO2气体中冷却，说法错误。
13．错误
【详解】泡沫灭火器使用时生成二氧化碳，镁能与二氧化碳反应，因此镁着火时不能用泡沫灭火器灭火，故错误。
14．正确
【详解】镁在空气中燃烧，和O2反应生成MgO，和N2反应生成Mg3N2，故该说法正确。
15．错误
【详解】MgO熔点高，电解熔融需要消耗大量的能量将其熔化导致成本大增，不适合电解熔融MgO冶炼金属镁，一般是电解熔融MgCl2冶炼Mg，故错误。
16．(1) 或 加热增大了Mg(OH)2的溶解度(或加热促进了水的电离使H+浓度增大)
(2) 促进 相同时间内产生氢气的体积b＞c 或
【详解】（1）①根据实验现象可知，镁与水反应生成氢氧化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ 或 Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑。
②镁与沸水反应速率加快，一是温度升高，反应速率加快，二是水温升高，水的电离程度增大，溶液中的氢离子浓度增大，使氢氧化镁的溶解程度增大，也会使反应速率加快。
（2）①根据表中数据可知，实验a和实验d中含有NH的溶液比没有NH存在的溶液产生氢气的体积大，则实验结果表明NH促进镁与水的反应。
②实验b用到溶液含有碳酸氢根，实验c溶液中不含有碳酸氢根，10分钟后，实验b产生氢气的体实验c多，因此可说明碳酸氢根对Mg与水反应起促进作用。
③实验b、d中涉及到的反应是镁与水反应，生成的氢氧化镁又与溶液中的碳酸氢根离子反应生成碱式碳酸铜和碳酸根离子，故反应的离子方程式为2Mg(OH)2+2＝Mg2(OH)2CO3++2H2O或。
。
17． Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ CO2 CO32- Mg4(OH)2(CO3)3 在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O H2CO3+OH-，Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动，Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀，减少了CO32-、OH-的浓度，不仅促进了电离平衡正向移动，也促进了水解平衡正向移动，H2CO3的浓度增大并分解为CO2。
【分析】该学习小组探究 Mg 与 NaHCO3溶液反应的机理，根据产生的气体具有可燃性可知气体中有H2；根据产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊，可以确定其中有CO2；根据实验三可知反应后的溶液中有CO32-；根据定量实验的数据可以确定沉淀的化学式；根据平衡移动原理可说明该反应的机理。
【详解】(1)镁在常温下可以与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气，所以B 中生成气体的化学方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。
(2)实验 A 产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明A中产生的气体中还有CO2。
(3)分别取少量实验 A 和 B 的上层清液于两支试管中，各加入 2 滴 BaCl2溶液，A 中立即产生白色沉淀，该沉淀可能为碳酸钡，说明 Mg 与 NaHCO3溶液反应产生了CO32-。
(4)取 0.1mol 白色沉淀加入 1mol/L 盐酸 800mL 恰好完全反应，根据Cl-守恒可知n(MgCl2)=0.4mol；根据产生标况下的 CO2气体 6.72L，可知CO2气体的物质的量为0.3mol，则n(CO32-)=0.3mol；根据电荷守恒可知，n(OH-)=0.2mol。因此，白色沉淀的主要成分为Mg4(OH)2(CO3)3。
(5)在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O H2CO3+OH-。Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动，Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀，减少了CO32-、OH-的浓度，不仅促进了电离平衡正向移动，也促进了水解平衡正向移动，H2CO3的浓度增大并分解为CO2。综上所述，实验 A 中产生现象的原因是：在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O H2CO3+OH-，Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动；Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀，减少了CO32-和OH-的浓度，不仅促进了电离平衡正向移动，也促进了水解平衡正向移动，H2CO3的浓度增大并分解为CO2。
18．
选用的装置（填序号） 加入的试剂
A 稀盐酸、大理石
B 饱和的NaHCO3溶液
B 浓H2SO4
C 镁粉
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O； 打开A中分液漏斗的旋塞，滴加盐酸，用生成的二氧化碳排净装置中的空气； 镁剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末，管壁上附着黑色颗粒。
【分析】要想验证Mg与二氧化碳的反应首先需用盐酸和大理石制备二氧化碳，但用盐酸制备的二氧化碳中通常会混有氯化氢气体，因此在通入镁粉之前，需将二氧化碳中的氯化氢除去，因此应先用饱和NaHCO3溶液除去HCl，再用浓硫酸干燥二氧化碳后再在加热条件下通入装有镁粉的玻璃管中进行反应，据此答题。
【详解】（1）根据分析，应先制备二氧化碳，结合气体发生装置和限定的药品，应选用盐酸和大理石；然后对二氧化碳气体除杂，可利用饱和NaHCO3溶液除去氯化氢、用浓硫酸除去水蒸气；最后再将干燥洁净的二氧化碳气体通入镁粉中， 答案应为：
选用的装置（填序号） 加入的试剂
A 稀盐酸、大理石
B 饱和的NaHCO3溶液
B 浓H2SO4
C 镁粉
（2）A中发生的反应为盐酸与碳酸钙固体生成二氧化碳气体的反应，该反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
（3）在加热反应管C之前应先打开A中分液漏斗的旋塞，滴加盐酸，用生成的二氧化碳气体除去装置内的氧气，目的是为了防止空气中氧气与镁反应而干扰实验现象；
（4）镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末，管壁上附着黑色颗粒。
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