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1、备战高考化学培优易错试卷( 含解析 ) 之镁及其化合物及答案一、镁及其化合物1 镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：试回答下列问题：（1）在镁铝合金中加入 NaOH 溶液，写出反应的化学反应方程式 ，固体 B 的化学式 。（2）操作 包含的实验步骤有：蒸发浓缩、洗涤、干燥。（3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为4.95 g，硫酸铝晶体的质量
2、为49.95 g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K， 553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG 曲线见下图 ,已知：。根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。【答案】（ 1） 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（ 2） Al(OH)3（3）冷却结晶 （4）过滤减少晶体的溶解（ 5）洗去晶体表面杂质（ 6）有利于晶体的干燥（ 7） Al2(SO4)318H2O（ 8）Al2
3、(SO4)33H2O （9） Al2(SO4)3Al2O3+3SO【解析】【分析】向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，发生反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，镁不反应，固体A 为 Mg，采用过滤的方法进行分离，向滤液中通入二氧化碳，发生反应：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3 +NaHCO3，再通过过量进行分离，固体 B 为氢氧化铝，氢氧化铝与硫酸反应得到硫酸铝溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体（ 1） Al 和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应；（ 2）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；（ 3
4、）用乙醇洗涤，可以减少晶体的溶解，有利于晶体的干燥；（4） Al 的质量为9g-4.95g=4.05g，设硫酸铝晶体化学式为：Al2（ SO4） 3nH 2O，根据 Al 元素守恒计算硫酸铝晶体的物质的量，再计算硫酸铝晶体的相对分子质量，进而计算n 的值，确定化学式；（ 5）根据（ 4）中计算可知，晶体中结晶水的质量分数，低温加热，首先失去结晶水，高温下，最终硫酸铝分解，根据失重 %计算判断各阶段分解产物，再书写化学方程式；【详解】（1）在镁铝合金中加入NaOH 溶液， Al 可以与强碱溶液发生反应，而Mg 不能反应，该反应的化学反应方程式是2Al+2NaOH+2H2 O=2NaAlO2+3H
5、2；所以固体 A 是 Mg；向滤液中通入过量的 CO2 气体，由于酸性 H2 CO3Al(OH)3,会发生反应： NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH) +NaHCO；所以固体 B 是 Al(OH) ；333（2）用硫酸溶解该固体，发生反应：2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O；得到的溶液C 是Al2 (SO4)3 溶液；由于其溶解度随温度的升高而增大，所以从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥；（ 3）操作 中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，来洗去表面的杂质离子，选用无水乙醇的原因是减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥；（ 4）
6、若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体 A 的质量为 4.95 g，金属发生反应，而镁不反应，减少的质量为金属铝的质量，则m(Al)= 9.00g4.95 g=4.05g， n(Al)=4.05g=0.15mol ，硫酸铝晶体的质量为49.95 g，硫酸铝晶体中含有SO42-的物质的量为27g / mol42-)=33+324 3的质量是24 30.15moln(SOn(Al)= 0.15mol=0.225mol, Al (SO )m(Al (SO ) )= ()222 342g/mol=25.65g，则含有的结晶水的物质的量是（49.95g25.65g）n(H O)=1.3
7、5mol ，218g / mol则 n(Al 24 320.15mol(SO )： n(H O)= ()： 1.35mol=1 ： 18，所以该结晶水合物的化学式是：2Al2 (SO4)318H2O。（ 5）在第一个阶段，减少的水的质量是：m(H2 O)= 40.54% 49.95g=20.25g，失去的结晶水20.25g的物质的量是：n(H2O)=1.125mol ，则在晶体中n(Al2 (SO4)3)：18g / moln(H2O)= 0.15mol ：（ 1.35mol 1.125mol ） =1： 3，所以此时得到的晶体的化学式是2Al2 (SO4)33H2O；（ 49.95 g48.
8、65%）在第二个阶段，失去结晶水的物质的量是n(H2O)=1.35mol ，结晶水18g / mol完全失去，得到的固体物质是：Al2(SO4)3，则在第三个阶段加热发生分解反应，是硫酸铝的分解，方程式是：Al2 (SO4)3Al2O3+3SO3。2X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物，未列出反应条件）。（1）若 X 的摩尔质量是W 的 2 倍，工业上Z 可作优质的耐高温材料。W 为黑色固体，则Y 的化学式 _ 。（2）若固体W 是紫红色，且向溶液Z 中滴入氯水，再滴入2 滴 KSCN溶液，溶液呈血红色。则写出X+Y=Z+W 的离子方程式
9、_ 。（3）若晶体W 是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物。写出 Y 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 。【答案】 CO22+2+2232Fe+Cu =Fe +Cu SiO+2NaOH=Na SiO +H O【解析】（1） X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物 ， W 为黑色固体，应为 C 单质， X 的摩尔质量是W 的 2倍， Z 可作优质的耐高温材料， X 为 Mg ， Z 为 MgO， Y 为 CO2。（2）向溶液 Z 中滴入氯水，再滴入 2 滴 KSCN溶液，溶液呈血红色，则Z 为 Fe2+， W 是紫红色固体，则W 为 Cu， X+Y=Z+W反应方程
10、式为： Fe+Cu2+=Fe2+Cu。（3）晶体 W 是一种重要的半导体材料，则W 是 Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物，则 Z 的燃烧产物为CO2，化合物Z 为 CO，则 X 为 C 单质， Y 为 SiO2， Y 与 NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2232+2NaOH=Na SiO +H O。3 A、 B、 C、 X 均为中学化学常见物质，它们之间有如下转化关系( 副产物已略去 ) 。（1） X 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则A 不是_(填序号) 。a Cb Nac Ald S若 C 是红棕色气体，则 A 可能是 _或 _。（2）若 X是一种温室气体，单质A
11、被誉为国防金属，则反应的化学方程式为_ 。（3）若 X为苛性碱， A 是具有臭鸡蛋性气味的气体，则反应的离子方程式为_ 。【答案】 c N232- 2-2NH2Mg+CO2MgO+C HS+OH =S +H O【解析】【分析】当 X 为氧气时，符合此转化关系的变化有：C（ CH4） CO CO2、 N2（ NH3） NO NO2、 S（ H2S） SO2 SO3、Na Na2O Na2O2 等；当 X 为二氧化碳 、 A 为 Mg 时，则有如下转化关系：MgCCO ；当 X 为 NaOH、 A 为 H2S气体时，有如下转化： H2-2-S HSS ，据此分析解答 。【详解】（1） X 是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则X 为 O2， a.当 A 为 C 时，可发生如下转化： CCOCO2为 Na 时，可发生如下转化：222； b.当 ANa Na O Na O ； c.当 A 为铝时，不能实现上述转化关系；d.当 A 为 S时，可发生如下转化：SSO23 SO；若 C 是红棕色气体，则 C 为 NO23222，转化关系可以是：NH NO NO或 N NO NO ，综上所述，答案为：c； N2 或 NH3；（2） X 是一种温室气体，则 X 为二氧化碳；单质
