实验过程： 步骤 实验操作 I II III IV 向X的粉末中加入过量盐酸 向Ⅰ所得的溶液中滴加氨水，调节pH至5~6，过滤 向沉淀B中加过量NaOH溶液 向II得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节pH至12 实验现象 产生气体A，得到无色溶液 生成白色沉淀B 沉淀全部溶解 生成白色沉淀C （1）Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊，A的化学式是__________。 （2）II中生成B反应的离子方程式是__________。 （3）III中B溶解反应的离子方程式是__________。 （4）沉淀C的化学式是__________。
（5）若上述n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3，则X的化学式是__________。
H2O===Al (OH)3↓+3NH4+ Al (OH)3+OH－===AlO2－+2H2O Mg(OH)2 【答案】CO2 Al3++3NH3·Mg3Al2(OH)10CO3 【解析】 【分析】
利用信息、根据实验现象，进行分析推理回答问题。 【详解】
(1)抗酸药X的通式中有CO32－、实验I中加入稀盐酸，可知能使澄清石灰水变浑浊的气体A只能是CO2。
(2)实验I的溶液中溶质有MgCl2、AlCl3、HCl。据资料②③可知，用氨水调节pH至5~6，Mg2+不沉淀、Al3+完全沉淀。则实验II中生成B的离子方程式Al3++3NH3·H2O＝Al (OH)3↓+3NH4+ 。
(3)实验III中Al (OH)3溶解于NaOH溶液，离子方程式是Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O。 (4)实验II的滤液中溶有MgCl2、NH4Cl。滴加NaOH溶液调节pH至12时，Mg2+完全沉淀，则C为Mg(OH)2。
(5)n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3，即CO32－、Al3+、Mg2+的物质的量之比为1∶2∶3。设CO32
－
、Al3+、Mg2+物质的量分别为1mol、2mol、3mol，据电荷守恒OH-为10mol。该抗酸药X
的化学式为Mg3Al2(OH)10CO3。 【点睛】
根据实验现象分析推理过程中，要充分利用题目所给信息。任何化合物或电解质溶液都符合电荷守恒规则，这是解题的隐含条件。
7．较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。（假设实验中每步转化均是完全的）
已知：①NO2沸点是21.1℃、熔点是-11℃；NO的沸点是-151℃、熔点是-164℃；②氮化镁遇水会发生水解。 回答下列问题：
（1）为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是（_____） (填序号)。 a. A→ D → C → F → B → F →E b. A→ C → D → F → B → F →E c. A→ F → C → D → F → B →E d. A→ F → D → C → F → B →E （2）确定还原产物中有NO2的现象是______________________________，实验中两次使用装置F，第二次使用装置F的作用是____________________________________。 （3）实验前需先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是____________，当_______________时停止通入CO2。
（4）实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式____________________________________________________。 （5）在A中反应开始时，某同学马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B处的产品纯度不高，原因是______________________________________（用化学方程式回答）。
（6）验证B处有氮化镁生成的方法是_______________。
【答案】a D中有红棕色液体生成 防止E中水蒸气进入B中，造成产物不纯 排除装置内空气，防止干扰实验 E中产生白色沉淀 5NO+3MnO4+4H=3Mn+5NO3+2H2O CO2+2Mg
2MgO+C 取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润
-+
2+
-
的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成 【解析】
试题分析：本题考查Mg与HNO3反应产物的探究以及Mg3N2的制备，涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写。
（1）根据题意“一定浓度的硝酸与Mg反应可同时得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成则气体呈红棕色，根据已知①NO2、NO的熔沸点，在装置D中可将NO2冷凝为液态，可观察到装置D中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中酸性KMnO4溶液验证NO；根据已知②Mg3N2遇水会发生水解，与Mg反应的N2必须是干燥的，气体在进入装置B之前必须用浓硫酸干燥N2，且要防止H2O（g）进入制备Mg3N2的装置；装置的连接顺序为：A→D→C→F→B→F→E，答案选a。
（2）根据上述分析，确定还原产物中有NO2的现象是：装置D中有红棕色液体生成。Mg3N2遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F的作用是：干燥N2；第二次使用装置F的作用是：防止E中H2O（g）进入B中，使Mg3N2不纯。
（3）由于NO能与O2反应生成NO2，会影响NO2、NO的验证，实验开始前要排出装置中空气，所以实验前先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是：排除装置内空气，防止干扰实验；当观察到装置E的Ba（OH）2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入CO2。
（4）装置D中观察到有红棕色液体出现，装置C中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性KMnO4溶液将NO氧化成NO3-，同时MnO4-被还原成Mn2+，反应可写成NO+MnO4-→NO3-+Mn2+，N元素的化合价由+2价升至+5价，Mn元素的化合价由+7价降至+2价，根据得失电子守恒配平为5NO+3MnO4-→5NO3-+3Mn2+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O。
（5）在A中反应开始时，马上点燃B处的酒精灯，Mg与CO2发生置换反应生成MgO和C，导致实验结束后B处制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO2
2MgO+C。
（6）Mg3N2遇水发生水解生成Mg（OH）2和NH3，检验有Mg3N2生成只要检验B处固体中加水产生NH3即可，验证B处有Mg3N2生成的方法是：取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成。 点睛：本题的难点是实验装置的连接和氧化还原反应方程式的书写，理解实验的原理和各物质性质的差异是解答本题的关键。氧化还原反应方程式的书写，先根据实验现象分析氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，再根据得失电子守恒配平，最后用原子守恒、电荷守恒写出完整的方程式。
8．今有甲、乙两种固体物质，已知其中之一为氧化镁；另有A、B、C、D四种无色溶液分别为氢氧化钠溶液、硝酸镁溶液、硝酸钠溶液和稀硝酸中的某一种，它们之间的相互转变关系可用下列式子表示：
（1）乙＋B→A＋水 （2）A＋C→乙＋D （3）B＋甲→A＋水
试判断：A、B、C、D各是什么溶液? 甲、乙各是什么物质？（用化学式回答） A________、B_________、C_________、D_________、甲________、乙_________ 【答案】 Mg(NO3)2 HNO3 NaOH NaNO3 MgO Mg(OH)2
【解析】根据题目中的信息：“甲、乙两种物质，已知其中一种是氧化镁”，“A、B、C、D四种无色溶液，它们分别是氢氧化钠溶液、硝酸镁溶液、硝酸钠溶液和稀硝酸中的一种”，“（1）乙+B?A+水 （2）A+C?乙+D （3）甲+B?A+水”，故推测甲、乙、A、B、C、D分别为氧化镁、氢氧化镁、硝酸镁溶液、稀硝酸、氢氧化钠溶液、硝酸钠溶液，代入进行检验，符合题意，则A是 Mg(NO3)2、B是HNO3、C是NaOH、D是NaNO3、甲是Mg、乙是Mg(OH)2。
点睛：解答这类鉴别推断题时，首先要寻找突破口（即“甲、乙两种物质，已知其中一种是氧化镁”），然后根据题意和图示信息，顺藤摸瓜地展开分析，“（1）乙+B?A+水 （2）A+C?乙+D （3）甲+B?A+水”，推断出各物质后，再按照题目的要求认真填写即可。
9．实验室探究金属Mg在NOx中的燃烧产物。回答下列问题：
(1)推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2，则反应的化学方程式为
__________________________________________________________。
(2)设计下列装置完成反应且验证产物中有N2(夹持装置已略去，部分装置可重复使用)。
①选择上图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为______________。安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是__________________。 ②装置A中仪器名称为_______________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________。
③验证产物中有N2生成的现象为_______________________________________________。 (3)检验Mg与NOx反应产物中是否存在Mg3N2的操作、现象和结论为
________________________________________________________________________________________________
(4)Mg与NOx反应的产物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3，推测其可能的原因。 甲同学认为NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2O
+
+
2+
NH3·H2O+H+，因MgO+2H+=Mg2++H2O导致
c(H)减小，水解平衡右移导致NH3·H2O浓度增大，分解生成NH3。 乙同学认为发生MgO+2NH4=Mg+H2O+2NH3↑而溶解。
请设计实验探究乙同学的推测是否合理________________________________________。 【答案】 2xMg+2NOx
2xMgO+N2 3Mg+ N2
Mg3N2 abcdebcghf 打开分液漏斗活塞，
待红棕色气体充满整个装置后(或把装置中的空气排除后)，点燃酒精灯 分液漏斗、平底烧瓶 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 装置D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中 取装置C中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味(或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)的气体，则证明产物存在Mg3N2，否则不存在。 向MgO固体中加入过量CH3COONH4溶液，若固体溶解且放出NH3，则证明乙同学推出合理，否则乙同学推测不合理。 【解析】(1)金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2，Mg在氮气中燃烧生成Mg3N2，则发生反应的化学方程式为2xMg+2NOx
2xMgO+N2、3Mg+ N2
Mg3N2；
(2)①装置A中Cu与浓硝酸反应生成的气体NO2，用装置B干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C与镁粉发生反应，然后再干燥气体，用E装置除去多余的NO2，装置D排水法收集N2，则根据气流方向连接装置，其接口字母表示的顺序为abcdebcghf；安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是打开分液漏斗活塞，待红棕色气体充满整个装置后(或把装置中的空气排除后)，点燃酒精灯，这样做的目的是除去装置内空气；
②根据仪器的结构可知装置A中仪器有分液漏斗、平底烧瓶，铜和浓硝酸反应生成NO2，发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
③氮气不溶于水，如果有氮气，则能通过排水法收集到气体，所以确定产物中有N2生成的实验现象为D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中，；
(3)根据Mg3N2遇水易水解的性质，取装置C中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味(或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)的气体，则证明产物存在Mg3N2，否则不存在；
(4)NH3?H2O的电离常数与CH3COOH电离常数相等，均为1.75×10-5，所以醋酸铵溶液呈中性，将①中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明MgO和Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应。
10．卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。以卤块为原料按如图所示流程进行生产，可制得轻质氧化镁。
查阅资料得下表相关数据: 表1: 生成氢氧化物沉淀的pH 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀 沉淀完全 2.7 7.6 8.3 9.6 3.7 9.6 9.8 11.1 表2: 原料价格表 试剂 a.漂液(含25.2%NaClO) b.双氧水(含30%H2O2) c.烧碱(含98%NaOH) d.纯碱(含99.5%Na2CO3) 价格(元/吨) 450 1500 2200 800 已知Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，必须将它氧化后以Fe(OH)3沉淀形式才能除尽。若要求产品尽量不含杂质且生产成本较低，请根据上表提供的资料回答: （1）流程中加入的试剂X、Y、Z的最佳选择依次是表2中的_____(选填试剂编号)。 （2）步骤②发生反应的离子方程式为__________；步骤⑤中发生反应的化学方程式为______。
（3）为尽量除去杂质，步骤③调节pH为____时，停止加入Y。调节为该pH的目的是____。
（4）若在实验室进行步骤⑥的灼烧实验，必须用到的仪器是____。
A．酒精喷灯 B．铁三脚 C．坩埚 D．蒸发皿 E.泥三角 F.烧杯 G.石棉网 （5）向装有少量Mg(OH)2浊液的试管中加入适量CH3COONH4晶体，充分振荡后溶液会变澄清，请用化学平衡的原理解释浊液变澄清的原因______。 【答案】a、c、d 2Fe2++ClO-+2H+=Cl-+2Fe3++H2O MgCO3+H2O
Mg(OH)2+CO2↑ 9.8 使
Mg2+(aq)+2OH-Mg2+以外的杂质离子尽可能彻底地转化为沉淀除去 ABCE Mg(OH)2(s)溶解平衡向右移动 【解析】
(aq)；CH3COONH4电离出的NH4+与OH-结合成弱电解质NH3·H2O，降低了c(OH-)，Mg(OH)2
备战高考化学提高题专题复习镁及其化合物练习题附答案解析
