专题十一 第一讲 主族金属——镁及其化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义

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镁及其重要化合物
【核心知识梳理】
1．镁的原子结构——12Mg
电子排布式 1s22s22p63s2
简化电子排布式 [Ne]3s2
原子结构示意图
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 3s2
周期表中的位置 第三周期第ⅡA族
结构与性质 镁原子最外层有2个电子，在化学反应中钠原子很容易失去2个电子而形成最外层8个电子稳定结构，因此金属镁的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性
2．镁的性质
(1)镁元素在自然界中的存在形式：在自然界中全部以化合态的形式存在 (地壳和海水中)
(2)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性
(3)化学性质
①与非金属反应——O2、Cl2、N2、S等
与O2反应 2Mg＋O22MgO (发出耀眼的白光)
与Cl2反应 Mg＋Cl2MgCl2
与N2反应 3Mg＋N2Mg3N2
与S反应 Mg＋SMgS
②与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ (冷水慢，沸水快)
③与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
④与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C (剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)
⑤与盐溶液反应：Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu Mg＋Cu2+===Mg2+＋Cu
(4)镁的用途
镁合金 用于制造火箭、导弹和飞机的部件
镁 制造信号弹和焰火；冶金工业上用作还原剂和脱氧剂
【微点拨】
①Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火
②镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气
Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
3．氧化镁
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点较高，是优良的耐火材料
(2)化学性质：属于碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性
①与水能缓慢反应：MgO＋H2O===Mg(OH)2
②能与酸反应：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
(3)工业制备(煅烧碳酸镁)：MgCO3MgO＋CO2↑
(4)主要用途：氧化镁熔沸点高，可制造耐火、耐高温器材
4．氢氧化镁
(1)物理性质：白色固体，难溶于水的中强碱，能使酚酞试液变为浅红色
(2)化学性质
①能与酸反应：Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O
②热稳定性差：Mg(OH)2MgO＋H2O
③溶解度小于碳酸镁：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑
(3)实验室制法
①将NaOH溶液滴入MgCl2溶液中：Mg2+＋2OH—===Mg(OH)2↓
②将氨水滴入MgSO4溶液中：Mg2+＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4+
5．从海水中提取镁的流程
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制熟石灰 CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀Mg2＋ Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋
酸化，制备MgCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶 析出MgCl2·6H2O
脱水，制备无水MgCl2 在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解熔融的MgCl2，制备镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
【微点拨】
①MgCl2·6H2O加热脱水制无水氯化镁时，为了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO需在HCl气流中加热
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却
【高考真题演练】
1．(2023·北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(C)
A．a、c分别是HCl、NH3
B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)Cl
C．已知MgCl2为副产物，则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D．等压条件下，反应①②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热
2．(2021·湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下，下列说法错误的是(　　)
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
3．(2020·山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　)
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
【巩固练习】
1．关于镁的性质，下列说法错误的是(　　)
A．金属镁着火，可以用CO2灭火 B．镁是一种具有银白色光泽的金属
C．镁可以与热水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
2．以下说法正确的是( A )
A．Mg在CO2中的燃烧是置换反应
B．将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2，是镁原子失电子转化为Mg2＋
C．电解得到镁的过程可以写出离子反应方程式，但不是氧化还原反应
D．Mg在N2中燃烧的反应中，N2既是氧化剂又是还原剂
3．下列说法不正确的是(　　)
A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C．氧化镁是优质的耐火材料 D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
3．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(C)
A．MgCl2易溶于水，可用于电解冶炼镁 B．Mg(OH)2具有两性，可用于制胃酸中和剂
C．MgO熔点高，可制造耐火材料 D．CO2不支持燃烧，可用作镁着火时的灭火剂
5．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是(　　)
A．元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．该反应中化学能全部转化为热能
6．实验室通过称量MgSO4·xH2O样品受热脱水前后的质量来测定x值，下列情况会导致测定值偏低的是(　　)
A．实验前试样未经干燥 B．试样中含有少量碳酸氢铵
C．试样中含有少量氯化钠 D．加热过程中有试样迸溅出来
7．下列有关镁的叙述正确的是(　　)
A．工业制造的镁蒸气通常在H2或N2中冷却 B．镁条燃烧引发的火灾可用CO2来扑灭
C．镁在空气中燃烧的产物并不全是MgO D．镁制容器可用来贮存和运输浓硝酸
8．下列叙述镁的性质中，正确的是(　　)
A．在氮气中不能燃烧 B．与水不能反应释放出氢气
C．在氯气中燃烧会产生白烟 D．镁条可在二氧化碳气体中燃烧只生成白色固体
9．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，下列说法正确的是(　　)
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
10．室温下，取质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨)，探究不同条件下与水的反应，实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是( D )
序号 实验1 实验2 实验3
实验
镁条表面有微小气泡，且溶液较长时间无明显变化 镁条表面有较多气泡且产生气泡速率逐渐加快，溶液中无明显现象 镁条表面有大量气泡，溶液逐渐变为浑浊
A．实验1现象不明显，可能与Mg表面生成了难溶的Mg(OH)2有关
B．实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失
C．实验3中HCO破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积
D．由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水的反应速率”的结论
11．氮化镁(Mg3N2)是由氮和镁所组成的无机化合物。室温下，纯净的氮化镁为黄绿色的粉末，能与水反应，但含有氧化镁杂质的氮化镁是灰白色的，能溶于酸，微溶于乙醇和乙醚。下列说法错误的是(A)
A．12g镁在空气中完全燃烧所得产物的质量可能大于20g
B．要制备氮化镁，可将镁带在氮气中燃烧制成
C．氮化镁需要真空密封保存，防水、防潮
D．未经政府许可不能将Mg3N2排入周围环境
12．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，下列说法正确的是( C )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
13．加热蒸干氯化镁溶液时因水解不完全会得到一种灰白色沉淀——碱式氯化镁，化学式可表示为Mgx(OH)yClz·nH2O，设计如图装置验证其化学式。下列有关说法不正确的是( A )
A．碱式氯化镁受热分解可以产生氧化镁、氯气和水
B．结束反应时，先停止加热，通一段时间N2后再关闭K
C．①②中依次盛装浓硫酸、氢氧化钠溶液
D．只需称取原样品质量、反应结束后硬质玻璃管中剩余固体质量以及装置①增加的质量即可推出其化学式
14．从海水中提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，得到的溶液蒸发结晶，获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁。下列有关海水提镁的说法正确的是( B )
A．得到Mg(OH)2沉淀的化学方程式：2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl
B．加入盐酸，Mg(OH)2(s)??Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡正向移动
C．在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁晶体
D．电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出
15．从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如图所示，下列说法不正确的是( D )
A．步骤①沉镁可加入石灰乳 B．设计步骤①②③的主要目的是富集镁元素
C．步骤④中镁在阴极生成 D．步骤③脱水时，在空气中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2
16．利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)
A．“酸浸”时溶液中有电子转移 B．“氧化”时用稀硝酸代替更好
C．沉淀混合物为Al(OH)3和Fe(OH)3 D．电解MgCl2溶液可得到金属镁
17．以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图，下列说法错误的是(　　)
A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O B．浸出渣的成分是SiO2
C．母液的主要溶质是NH4Cl D．固体X是Mg(OH)2
18．某研究小组利用BaS的还原性以HBr溶液(含Br2)和Mg(OH)2为原料制取MgBr2的工艺流程如图所示。下列说法正确的是（　C　）
A．“沉淀”步骤中可使用Na2SO4溶液代替H2SO4溶液
B．滤渣中只有BaSO4
C．“转化”步骤中发生反应的化学方程式为Mg(OH)2＋2HBr===MgBr2＋2H2O
D．将MgBr2·6H2O直接加热得到MgBr2固体
19．碱式次氯酸镁[MgmClO(OH)n·H2O]微溶于水，不潮解，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂，以菱镁矿(MgCO3，含少量FeCO3)为主要原料，制备碱式次氯酸镁的工艺流程如下，下列说法不正确的是(　　)
A．流程中酸溶后溶液中含有Mg2＋、Fe2＋
B．可以加入MgCO3调节pH
C．过滤1所得的滤渣含有Fe(OH)3
D．“混合”时反应的离子方程式为2Mg2＋＋ClO－＋2OH－＋H2O===Mg2ClO(OH)2·H2O↓
20．六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)是一种无色而易潮解晶体，易溶于水，加热至95 ℃时失去结晶水，135 ℃以上时分解并释放出氯化氢气体。在化学工业中是重要的无机原料，可用于生产碳酸镁、氢氧化镁、氧化镁等化工产品。某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁中含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。下列说法错误的是(　　)
A．Mg(OH)2可以作阻燃剂是因为它分解需要吸收大量的热
B．步骤①的反应式为3Fe(OH)3＋S2O＋2OH－===3Fe(OH)2＋2SO＋4H2O
C．保险粉中含有离子键、极性键、非极性键
D．Fe2＋比Mg2＋更容易和EDTA配合成可溶性化合物
21．从海水中提取镁的工艺流程如图所示，回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是________
(2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2？_____________________________________________
(3)上述工艺流程涉及到的基本反应类型有____________________________
(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式_______________________________________
22．已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。
(1)某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：
Ⅰ.假设为：固体产物为MgO；Ⅱ.假设为：__________；Ⅲ.假设为：__________
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧的反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)
①实验装置连接的顺序为________(填字母)
②装置B中盛装的试剂可以是________
a．浓硫酸　　　　b．碱石灰 c．无水CaCl2 d．五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为_____________________
(3)设计实验证明：产物中存在Mg3N2：_______________________________________________________________
_____________________________________
(4)已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g，产生N2的体积为1 120 mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：_________________
23．镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的____________(填化学式)
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为________，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：__________________________________
(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCO3的工艺
流程如下：
①溶解度：Ca(OH)2________(填“＞”或“＜”)Mg(OH)2
②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2和CaCO3的质量分别为________、________
24．以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图：
(1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_________________________________________________
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为_______________________________
(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是_______________________________________________
(4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为_____________________
(5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为________________________________________
_____________________________________________________________________
25．某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)为原料，制备MgCO3·3H2O。实验流程如下图所示：
(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有________________________________(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为___________________________________
(2)加入30%H2O2的目的是______________________________________________
(3)用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3＋
①加入30%H2O2后，检验溶液中是否含有Fe2＋的最佳试剂是_____________________
②萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3＋的最佳试剂是_______________________
(4)室温下，除去MgSO4溶液中的Al3＋(使Al3＋浓度小于1×10－6 mol·L－1)而不引入其他杂质，应加入的试剂X为____________，应调节pH的范围为________________________
(已知：①Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33；②pH＝8.5时，Mg(OH)2开始沉淀)
(5)向滤液中加入Na2CO3溶液生成MgCO3沉淀并用蒸馏水洗涤，确认沉淀洗净的操作及现象是________________
______________________________________________________________________________
26．轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂，可由菱镁矿(含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备，其制备流程如下：
(1)酸溶时，为了提高酸溶速率可采用的措施有__________________________________________________；提高矿物的浸取率可采取的措施有_____________________________________________________(各答一条即可)
(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为__________________________；滤渣I的主要成分为________和________(填化学式)
(3)用氨水调节溶液pH＝8～9的目的是________________________，若氨水加的量较多使pH>9，则最终氧化镁的产量会________(填“增大”“不变”或“减小”)
(4)沉镁时发生反应的离子方程式为___________________________________________________
(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行，样品应放在________中加热(填仪器名称)，当___________________时，说明固体样品已分解完全
27．硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·l0H2O)时的废渣，其主要成分是MgO，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3 、FeO、MnO、B2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
(1)滤渣A能溶于氢氟酸，写出其反应的化学方程式____________________________________________________
(2)滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B含有的成分有_____________，加MgO并煮沸的目的是
__________________________________________________
(3)写出加NaClO过程中发生反应的离子方程式_______________________________________
(4)趁热过滤的目的是_______________________________________
(5)因B2O3溶于硫酸，所以此法制备的七水硫酸镁含有少量硼酸(H3BO3)，硼酸与NaOH溶液反应可制得硼砂，写出该反应的化学方程式____________________________________________________。失去结晶水 的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”和另一种钠盐，写出其反应的化学方程式______________________________________________________________________________
28．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：
硼镁泥的主要成分如下表：
MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3
30%~40% 20%~25% 5%~15% 2%~3% 1%~2% 1%~2%
回答下列问题：
(1)“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________(写化学式)
(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________________、_____________________________________
(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是_________________________________________________________________
(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_______________________________________
【镁及其重要化合物】答案
【高考真题演练】
1．C。解析：NH4Cl分解产物是NH3和HCl，分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，则a为NH3，b为Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO，A、B错误；反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误。
2．D。解析：苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A说法正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，C说法正确；向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2O?? Mg(OH)2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。
3．B。解析：结合流程图分析可知浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A项正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁时应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误；结合流程图可知浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用，C项正确；本流程中分离Mg2＋时，Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物Ksp的不同，D项正确。
【巩固练习】
1．A
2．A。解析：Mg在CO2中燃烧为置换反应，A正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，B错误；电解得到镁的过程有化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在N2中燃烧的反应中，N2作氧化剂，镁是还原剂，D错误。
3．D。解析：工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。
4．C。解析： MgCl2为离子化合物，电解熔融MgCl2制得Mg，A错误；Mg(OH)2具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂，B错误；镁条能在CO2中燃烧，D错误。
5．C。解析：A选项，元素C还存在足球烯等其他同素异形体，所以错误；B选项，镁离子比镁原子少一个电子层，其半径比镁原子的小，所以错误；C选项，该反应中镁作还原剂，其还原性强于还原产物的还原性，所以正确；D选项，该反应发光，因此化学能不可能全部转化为热能，所以错误。
6．C。解析：通过称量MgSO4·xH2O样品受热脱水前后的质量来测定x值，实验前试样未经干燥，前后质量差增大，测定值偏高，A项错误；试样中含有少量碳酸氢铵，碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2和H2O，导致前后质量差增大，测定值偏高，B项错误；试样中含有少量氯化钠，导致前后质量差减小，测定值偏低，C项正确；加热过程中有试样迸溅出来，前后质量差增大，测定值偏高，D项错误。
7．C。解析：工业制造的镁蒸气通常在H2中冷却，高温下镁与氮气反应生成氮化镁，A错误；镁条燃烧引发的火灾不用CO2来扑灭，因为镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，B错误；镁能与氧气、氮气以及二氧化碳反应，因此镁在空气中燃烧的产物并不全是MgO，C正确；镁能与浓硝酸反应，镁制容器不能用来贮存和运输浓硝酸，D错误。
8．C。解析：Mg在N2、O2、Cl2、CO2中能燃烧；在加热时，Mg与H2O反应生成H2；Mg与CO2反应生成固体MgO和C。
9．B。解析：浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，A错误；过滤时用玻璃棒引流，C错误；由于MgCl2水解，故加热蒸干MgCl2溶液时，得不到MgCl2固体。
10．D。解析：金属镁与水反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2会覆盖在镁条的表面阻止反应的继续进行，故实验1现象不明显，A正确；实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失，导致温度升高，Mg(OH)2的溶解度增大，覆盖在镁条表面的Mg(OH)2溶解，不再阻止反应进行，B正确；由于HCO可电离产生H＋，从而破坏Mg(OH)2的生成，故实验3中HCO破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积，C正确；实验1和实验3得到的产物不同，故变量不唯一，不能由实验1和实验3得出“碱性增强有利于加快镁与水的反应速率”的结论，D错误。
11．A。解析：设12g(即0.5mol)镁完全转化为Mg3N2，由3Mg＋N2Mg3N2可知，最多生成约16.7gMg3N2，设12g镁完全转化为MgO，由2Mg＋O22MgO可知，最多生成20gMgO，故12g镁在空气中完全燃烧所得产物的质量介于16.7～20g之间，A错误；因为镁能与空气中的氧气等物质反应，要制备氮化镁，可将镁带在氮气中燃烧制成，B正确；Mg3N2与水发生反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，故需真空密封保存，防水、防潮，C正确；氮化镁与水反应生成NH3，造成污染，故不能随意排入环境中，D正确。
12．C。解析：要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，A错误；若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，B错误；实验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热装置D，C正确；装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免进入D中干扰实验，D错误。
13．A。解析：碱式氯化镁在硬质玻璃管中分解成氧化镁、HCl和水，氧化镁留在硬质玻璃管中，硬质玻璃管中剩余的质量即为分解得到的MgO的质量，水蒸气被①吸收，①增加的质量即为分解产生的水的质量，HCl被②吸收，②中增加的质量即为分解产生的HCl的质量，干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置引起实验误差。碱式氯化镁受热分解的产物为MgO、HCl、H2O，A不正确；反应后继续通入N2，使产生的气体被充分吸收，提高实验的准确性，B正确；①中盛装浓硫酸吸收水分，②中盛装氢氧化钠溶液吸收HCl，C正确；通过称量反应结束后硬质玻璃管中剩余固体质量可知生成MgO的质量，称量装置①增加的质量可知H2O的质量，原样品总质量减去MgO和H2O的质量即为HCl的质量，故可以求算碱式氯化镁的化学式，D正确。
14．B。解析：用石灰乳将海水中的镁离子沉淀，而不是NaOH溶液，故A错误；加入盐酸，H＋能中和OH－，使c(OH－)降低，平衡正向移动，故B正确；MgCl2水解为Mg(OH)2和HCl，在空气中加热MgCl2·6H2O时，由于水解是吸热反应，且加热促进HCl的挥发，因此不能得到无水氯化镁晶体，故C错误；电解熔融氯化镁时，镁离子在阴极得到电子成为金属镁析出，故D错误。
15．D。解析：步骤①中，将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，需加入碱，为降低成本及便于分离提纯，常加入石灰乳，A正确；母液中含有Mg2＋，经过步骤①②③后，仍得到含Mg2＋的溶液，只是Mg2＋的浓度增大，所以设计步骤①②③的主要目的是富集镁元素，B正确；步骤④为电解熔融的氯化镁，Mg2＋得电子生成Mg，所以镁在阴极生成，C正确；MgCl2为挥发性酸的弱碱盐，步骤③脱水时，应设法抑制Mg2＋水解反应的发生，所以应在HCl气流中加热MgCl2·6H2O，D不正确。
16．C。解析：“酸浸”时MgCO3、Al2O3、FeCO3与盐酸反应，所得产物有金属氯化物、水和二氧化碳，元素化合价不变，无电子转移，A错误；过氧化氢是绿色氧化剂，若“氧化”时用稀硝酸，则易产生NO气体污染环境且引入新杂质，B错误；“沉淀”环节，加入MgO调节pH使Al3＋、Fe3＋生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，过滤除去，C正确；电解MgCl2溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解熔融氯化镁可得到金属镁，D错误。
17．A。解析：MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误；SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，故B正确；加入氨水沉镁：MgCl 2＋2NH3·H2O ===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。
18．C。解析：
“沉淀”步骤中若使用Na2SO4溶液代替H2SO4溶液，则得到的滤液中将引入Na＋杂质，导致MgBr2的产率降低，A错误。由于MgBr2水解生成的HBr易挥发，加热促进其水解，故将MgBr2·6H2O直接加热得不到MgBr2固体，需要在HBr的气流中加热脱水才能得到MgBr2固体，D错误。
19．D。解析：菱镁矿(MgCO3，含少量FeCO3)中加入盐酸，MgCO3和FeCO3都和盐酸反应分别生成MgCl2、FeCl2，加入H2O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，然后加入MgO或Mg(OH)2或MgCO3调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去，过滤出Fe(OH)3后的滤液中加入NaClO和NaOH溶液，得到碱式次氯酸镁。流程中酸溶后溶液中含有Mg2＋、Fe2＋，故A正确；可以加入MgCO3调节pH，故B正确；由以上分析可知，过滤1所得的滤渣含有Fe(OH)3，故C正确；化学方程式中电荷不守恒，碱式次氯酸镁的化学式[Mg2ClO(OH)2·H2O]不符合正负化合价代数和为0的原则，故D错误。
20．B。解析：Mg(OH)2分解时吸热可降低物体表面温度，可作阻燃剂，A正确；步骤①中保险粉将氢氧化铁还原为氢氧化亚铁的反应式为6Fe(OH)3＋S2O＋2OH－===6Fe(OH)2＋2SO＋4H2O，B错误；保险粉(Na2S2O4)是盐，属于离子化合物，含有离子键，S2O含有极性键和非极性键，C正确；Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2(s)Fe2＋(aq)＋2OH－(aq)，当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe2＋促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解，形成溶液，而Mg2＋形成Mg(OH)2沉淀，所以Fe2＋比Mg2＋更容易和EDTA配合成可溶性化合物，D正确。
21．(1)NaCl
(2)将晶体置于HCl气体氛围中脱水
(3)化合反应、分解反应、复分解反应
(4)阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑、阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
22．(1)Ⅱ.固体产物为Mg3N2　Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2
(2)①ABCBED　②cd　③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
(3)取C中少量反应产物，加入水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)11Mg＋4NO2Mg3N2＋8MgO＋N2
解析：(1)根据已知的Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断：Ⅰ.固体产物为MgO；Ⅱ.固体产物为Mg3N2；Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2。
(2)①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷，选cd；③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。
(3)Mg3N2能与水反应生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，则证明产物中有Mg3N2。
(4)剩余固体为MgO和Mg3N2的混合物，13.2 g镁的物质的量为0.55 mol，设生成Mg3N2的物质的量为x mol，MgO的物质的量为y mol，根据镁原子守恒得：3x mol＋y mol＝0.55 mol，根据固体质量得：x mol×100 g·mol－1＋y mol×40 g·mol－1＝21.0 g，解得：x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为＝0.05 mol，综上分析反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2，且物质的量之比为1∶8∶1，所以化学方程式为11Mg＋4NO2Mg3N2＋8MgO＋N2。
23．(1)MgO　Mg3N2
(2)＋2　2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2↓
(3)①>　②8.7 g　15 g
解析：(3)②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，则CO2的物质的量为0.3 mol。由碳原子守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3 mol，100 g·mol－1×n(CaCO3)＋84 g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6 g，解得n(CaCO3)＝0.15 mol，n(MgCO3)＝0.15 mol，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2的质量为58 g·mol－1×0.15 mol＝8.7 g，CaCO3的质量为100 g·mol－1×0.15 mol＝15 g。
24．(1)提高溶解速率　
(2)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　
(3)碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发　
(4)NH4Cl
(5)取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净
解析：(1)提高溶解速率可将矿石粉碎、充分搅拌或适当升温。(2)预氨化过程中氯化镁与氨水反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵，则该过程中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH。(4)流程中过滤所得滤液的主要成分为NH4Cl，因此将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为NH4Cl。(5)检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净，主要是检验最后一次洗涤液里是否含有氯离子，即取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净。
25．(1)升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等(合理即可)
MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋H2O＋CO2↑、MgSiO3＋2H＋===Mg2＋＋H2SiO3↓
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除铁
(3)①K3[Fe(CN)6]溶液　②KSCN溶液
(4)MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2·CO3(写出一个即可)　5.0＜pH＜8.5
(5)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净
解析：(1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有升高温度、搅拌、适当提高硫酸浓度等，酸溶时废渣中主要是碳酸镁和硅酸镁与硫酸的反应，写离子方程式时碳酸镁和硅酸镁都要保留化学式。(2)由流程信息可知下一步是“萃取分液”除去溶液中的Fe3＋，而溶液中可能含有亚铁离子，因而用双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，便于除去。(3)①检验溶液中是否含有Fe2＋的最佳试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。②萃取分液完成后，检验水相中是否含有Fe3＋的最佳试剂是KSCN溶液。(4)MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2·CO3均能消耗溶液中的氢离子且不引入新的杂质。根据氢氧化铝的溶度积常数可知当铝离子浓度小于1×10－6 mol·L－1时，可计算氢氧根的浓度：c(OH－)＞＝＝1.0×10－9 mol·L－1，即pH应大于5.0，又因为pH＝8.5时，Mg(OH)2开始沉淀，所以应调节pH的范围为5.0＜pH<8.5。(5)沉淀表面含有硫酸根离子，可以通过检验硫酸根离子判断沉淀是否洗涤干净。
26．(1)将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度；
适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等(任写一条)
(2)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O　SiO2　CaSO4
(3) 使滤液中的Al3＋与Fe3＋完全沉淀　减小
(4) CO2＋2NH3·H2O＋Mg2＋===MgCO3↓＋2NH＋H2O
(5) 坩埚　前后两次称量固体的质量不变(或前后两次称量固体质量差小于0.1 g)
解析：(1)酸溶时，为了提高酸溶速率可采用的措施有将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度；提高矿物的浸取率可采取的措施有适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等。
(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O；滤渣I的主要成分为不溶于酸的SiO2和生成的微溶物CaSO4。
(3)用氨水调节溶液pH＝8～9的目的是使滤液中的Al3＋与Fe3＋完全沉淀，若氨水加的量较多使pH>9，滤渣Ⅱ含有氢氧化镁沉淀，则最终氧化镁的产量会减小。
(4)沉镁时发生反应的离子方程式为CO2＋2NH3·H2O＋Mg2＋===MgCO3↓＋2NH＋H2O。
(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行，样品应放在坩埚中加热，当前后两次称量固体的质量不变(或前后两次称量固体质量差小于0.1 g)时，说明固体样品已分解完全。
27．(1)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2
调节溶液的pH，促进Al3+、Fe3+完全水解生成氢氧化物沉淀而除去
(3)Mn2+＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋Cl－＋2H+、2Fe2+＋ClO－＋2H+===2Fe3+＋Cl－＋H2O
(4)防止MgSO4在温度降低时结晶析出
(5)4H3BO3＋2NaOH＋3H2O===Na2B4O7·l0H2O
Na2B4O7＋16Na＋8H2＋7SiO2===4NaBH4＋7Na2SiO3
28．(1) H2SO4 SiO2
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋ 调节溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氢氧化物的形式沉淀除去
(3)取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全
(4)防止MgSO4·7H2O结晶析出
解析：（1）流程制备的是MgSO4·7H2O，为了不引入杂质，因此所用的酸是硫酸，化学式为H2SO4；根据硼镁泥的成分，SiO2不与硫酸反应，因此滤渣1为SiO2；（2）硼镁泥中含有FeO，与硫酸反应后生成FeSO4，次氯酸钙具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，氧化镁的作用是调节pH，使Al3＋和Fe3＋以氢氧化物形式沉淀出来，除去Fe3＋和Al3＋；（3）除杂是除去的Fe3＋和Al3＋，因此验证Fe3＋就行，方法是取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全；（4）防止MgSO4·7H2O结晶析出。
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