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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—镁及其化合物(有答案)
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这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—镁及其化合物(有答案),共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习—镁及其化合物
一、单选题
1.(2022·全国·高三专题练习)为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是
序号
物质
杂质
除杂质应选用的试剂或操作方法
①
MgCl2溶液
AlCl3
在MgCl2溶液中加过量NaOH溶液搅拌、过滤
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉并过滤
③
CO2
SO2
依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④
NaNO3
CaCO3
加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
A.② B.①② C.②③ D.①②③④
2.(2020·浙江温州·高三统考竞赛)下列有关物质的用途说法正确的是
A.氧化镁常用于制造信号弹和焰火
B.溴可用于生产多种药剂,如杀虫剂、抗爆剂等
C.铜盐可杀死某些细菌,故常用硫酸铜作自来水消毒剂
D.碳酸钙可用来调节水泥的硬化速度
3.(2021·新疆·统考一模)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
4.(2021秋·江苏徐州·高三江苏省运河中学校考期末)下列说法正确的是
A.氯元素在自然界中既以化合态存在,也以游离态存在
B.二氧化硫使含有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
C.氧化镁的熔点高达2800℃,可用于制造耐火坩埚
D.雨水样品在空气中放置2小时后,测得pH变小,主要是因为吸收了空气中的CO2
5.(2020秋·河南平顶山·高三平顶山市第一中学校考阶段练习)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱中,得到6.72 L标准状况下的H2,则该合金溶于足量的盐酸溶液中,产生H2的体积(标准状况下)为
A.4.48L B.8.96L C.11.2L D.6.72L
6.(2020·浙江·高三期中)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量的水后,产生1.16 g 白色沉淀。再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.A点的沉淀为Mg(OH)2,B点的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3
B.A点到B点发生反应的离子方程式为+H++H2O=Al(OH)3↓
C.C点的体积为100 mL
D.原混合物中MgCl2和AlCl3物质的量之比为1:1
7.(2021秋·吉林松原·高三校考阶段练习)有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液,其中c(Mg2+)为0.2mol/L,c(Cl-)为1.3mol/L。要使Mg2+、Al3+全部转化为沉淀,至少需加4mol/LNaOH溶液的体积为( )
A.40mL B.72mL C.65mL D.128mL
8.(2020秋·重庆南岸·高三重庆市第十一中学校校考阶段练习)加热蒸干氯化镁溶液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。下列有关实验说法不正确的是
A.碱式氯化镁受热分解产生氧化镁、氯化氢和水
B.①②中依次盛装浓硫酸、氢氧化钠溶液
C.称取样品质量、反应后硬质玻璃管中剩余固体质量以及装置①的增重即可推出化学式
D.碱石灰的作用是尾气处理,防止空气污染
9.(2020·浙江·高三阶段练习)下列有关物质的用途说法正确的是
A.MgO具有很高的熔点,可作为耐高温材料,还可制作焰火
B.硫酸亚铁与维生素C混用有利于铁元素吸收
C.我国南洋开发走向深蓝,大型舰船的底部常镶嵌锌块作正极,防止船底腐蚀
D.“歼-20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”,是我国打破其它国家技术垄断,自主研发和生产的一直新型有机高分子材料
10.(2020·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考阶段练习)卤块的主要成分是MgCl2此外还有Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子,以它为原料按如图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁。下列说法错误的是
A.步骤②中加入的试剂X可以是H2O2 B.步骤③中加入的试剂Y可以是NaOH
C.步骤④中加入的试剂Z可以是Na2CO3 D.沉淀物3是MgCO3
11.(2020秋·浙江·高三期中)下列说法不正确的的是
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.硫酸是重要的化工原料,可生产化肥、染料、炸药等
C.氨气在加压下易液化,工业上可使用液氨作制冷剂
D.炼铁、制水泥、制玻璃等工业中都有用石灰石作原料
12.(2021秋·新疆乌鲁木齐·高三新疆师范大学附属中学校考阶段练习)将镁铝合金溶于100mL稀硝酸中,产生1.12LNO气体(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液,产生沉淀情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.合金中铝的质量为0.81g B.硝酸的物质的量浓度为1.8mol/L
C.氢氧化钠溶液浓度为3mol/L D.沉淀的最大质量为4.08g
13.(2023·全国·高三专题练习)已知MgCl2·6H2O在空气中加热时,失去部分结晶水,同时生成Mg(OH)Cl或MgO。实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如图所示:
下列有关说法错误的是( )
A.循环物质甲为盐酸
B.装置b填充的可能是P2O5或CaCl2
C.装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸,其作用为催化剂
D.装置d中与装置c直接相连的装置为干燥装置
二、多选题
14.(2020秋·江苏苏州·高三统考期中)碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂,其化学式为xMg(OH)2∙yMgCO3∙zH2O。取4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,得到固体2g和0.0400molCO2。下列说法正确的是
A.2g固体是Mg(OH)2
B.4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,生成水0.900g
C.该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2∙4MgCO3∙4H2O
D.4.66g碱式碳酸镁加盐酸完全溶解,参加反应的HCl为0.0800mol
三、非选择题
15.(2022秋·河南濮阳·高三濮阳一高校考期中)回答下列问题:
(1)Mg在CO2中燃烧的反应可用于火星电站发电、人员取暖等,反应的化学方程式为。
①做氧化剂的物质是___________,碳元素的化合价___________(填“升高”或“降低”)。
②反应中每生成1molMgO,消耗Mg的物质的量是___________mol,转移电子的物质的量是___________mol。
(2)Al(OH)3可用作中和胃酸的药片,其中Al(OH)3中和胃酸(盐酸)的原理为___________(用离子反应方程式表示)。
(3)写出漂粉精中的有效成分与空气中的CO2和水蒸气发生反应的化学方程式___________。
(4)以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
写出“平炉”中反应的化学方程式___________。
(5)考古学上常用于测定文物年代的核素的符号是___________。
16.(2022秋·陕西榆林·高三陕西省榆林中学校考期末)将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
(1)原混合物中Mg和Al的质量之比为_______;
(2)生成的H2在标准状况下的体积为_______;
(3)加入NaOH溶液的物质的量浓度为_______。
(4)稀硫酸的物质的量浓度为_______。
17.(2021秋·四川眉山·高三校考阶段练习)将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160 mL时,回答下列问题
(1)写出0 - V1发生的离子反应方程式为:_______。
(2)写出V1 - V2发生的离子反应方程式为:_______、_______、_______。
(3)镁的物质的量为_______。
(4)V2=_______ mL。
18.(2019·全国·高三专题练习)某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应。
(1)实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体,请用化学反应解释该现象_____。
(2)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测,写出Mg与NO2反应的化学方程式_____。
(3)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
①装置A中的试剂是_____。
②干燥管和装置B的作用分别是_____、_____。
③实验开始时正确的操作步骤是_____。
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管充满红棕色气体后,关闭弹簧夹
参考答案:
1.A
【详解】①MgCl2和AlCl3均与氢氧化钠溶液反应,过量NaOH溶液不能用于除去MgCl2溶液中的AlCl3杂质,故①错误;
②FeSO4与铁粉不反应,CuSO4与铁粉反应生成单质铜和FeSO4,则过量铁粉可以除去FeSO4溶液中的CuSO4杂质,故②正确
③CO2和SO2均为酸性气体,都与氢氧化钠溶液反应,不能达到除杂的目的,故③错误;
④NaNO3易溶于水,CaCO3难溶于水,直接加水溶解过滤,再蒸发结晶即可除杂,加入稀盐酸与碳酸钙反应生成可溶于水的氯化钙,引入新杂质,不能达到除杂目的,故④错误;
综上分析,以上除杂所选用的试剂或操作方法正确的为②,答案选A。
2.B
【分析】根据物质的性质判断其用途。
【详解】A.镁燃烧发出耀眼的白光,因此常用来制造信号弹和焰火,故A不正确;
B.溴单质有毒,可以用于生产多种药剂,如杀虫剂等,B正确;
C.硫酸铜含有铜离子是重金属离子,能使人体蛋白质变性,故不能做自来水消毒剂,C不正确;
D.调节水泥的硬化速度是用石膏而不是碳酸钙,故D不正确;
故选答案B。
【点睛】注意物质所含元素不同具有不同的性质,在元素周期表中的不同位置可以判断所含元素可能具有的性质。
3.A
【详解】A.Al可以在高温的条件下将四氧化三铁还原为Fe,过量的Fe与稀硝酸反应生成硝酸亚铁,A项符合题意;
B.氢氧化钠溶液和氯化铵溶液反应可以产生氨气,氨气与二氧化碳通入氯化钠溶液中生成碳酸氢钠,不会生成碳酸钠,B项不符合题意;
C.氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,电解硫酸镁溶液,本质为电解水,得到氢气和氧气,得不到镁单质,C项不符合题意;
D.SO2与氯化钙不反应,D项不符合题意;
答案选A。
4.C
【详解】A.氯的非金属很强,在自然界中只以化合态形式存在,故A错误;
B.二氧化硫是酸性氧化物能与NaOH反应,使含有酚酞的NaOH溶液褪色,故B错误;
C.氧化镁熔点很高,常用于制造耐火、耐高温材料,如耐火坩埚,故C正确;
D.雨水中含有亚硫酸被氧化成硫酸,酸性变强,导致一段时间后pH变小,与空气中的二氧化碳无关,故D错误;
故选:C。
5.C
【详解】镁铝合金中,只有铝能够与氢氧化钠溶液反应生成氢气,方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据:2Al-3H2关系,6.72L标准状况下的H2,其物质的量为0.3mol,所以n(Al)=0.2mol,m(Al)=0.2×27=5.4g,则10.2 g镁铝合金的粉末中,含有镁的质量为4.8g,镁的物质的量为0.2mol;该合金溶于足量的盐酸溶液中,均能反应产生氢气,设生成氢气总量为n(H2),根据电子得失守恒可知:n(Mg)×2+ n(Al)×3= n(H2)×2,带入数值,0.2×2+0.2×3=n(H2)×2,n(H2)=0.5mol,标准状况下气体的体积为22.4×0.5mol=11.2L;
故选C。
6.C
【分析】向固体组成的混合物溶液中加入盐酸时,0−A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,则铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2;A−B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为 ,B点溶液中存在的溶质是氯化钠,沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3;B−C过程中,氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁,所以C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠,由此分析解答。
【详解】A.有分析可知,A点的沉淀物的化学式为Mg(OH)2,B点的沉淀物的化学式为 Mg(OH)2和Al(OH)3,故A不选;
B.A−B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为,故B不选;
C.A点沉淀的是氢氧化镁,则n(Mg(OH)2)= =0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n(Mg(OH)2)=0.02mol, A−B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为,根据HCl的体积知,n( )=n(HCl)=1mol/L×(0.03−0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n()=0.02mol,由Na+离子和Cl−离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl−)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.13mol, C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液,C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH,此时所加盐酸物质的量n(HCl)=n(NaOH)=0.13mol;C点所表示盐酸的体积为:V= =0.13L=130mL,故C选;
D.有C项分析可知,原混合物中MgCl2和AlCl3物质的量之比为1:1,故D不选;
故选:C。
7.C
【详解】根据题意可知,混合溶液中n(Cl-)=,n(Mg2+)= ,则有:n(Al3+)=。要使Mg2+、Al3+全部转化为沉淀,则所需的n(OH‒)=,则需加4mol/LNaOH溶液的体积为。
答案选C。
8.D
【详解】A.碱式氯化镁的分解是非氧化还原反应,产物为MgO、HCl、H2O,A正确;
B.①中盛装浓硫酸先吸收水分,②中为氢氧化钠溶液吸收HCl,B错误;
C.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,称量装置①增重的质量可知H2O的质量,原样品总质量减去MgO和H2O的质量即为HCl质量,故可以求算碱式氯化镁的分子式,C正确;
D.该装置中NaOH已经吸收了HCl,故不需要在用尾气处理装置了,碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置②中,引起实验误差,D错误;
故答案为:D。
9.B
【详解】A.MgO具有很高的熔点,且加热不分解,可作为耐高温材料,但不能制作焰火,A说法错误;
B.硫酸亚铁与维生素C都具有还原性,可防止亚铁离子被氧化,若两者混用有利于铁元素吸收,B说法正确;
C.我国南洋开发走向深蓝,大型舰船的底部常镶嵌锌块,锌活泼性大于铁,锌作负极,防止船底腐蚀,C说法错误;
D.“歼-20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”,碳纤维为单质碳的一种形式,是一种新型无机非金属材料,D说法错误;
答案为B。
10.D
【分析】由题给流程可知,卤块加水溶解配成溶液后,向所得溶液中加入合适的氧化剂,将亚铁离子氧化成铁离子,向氧化后的溶液中加入碱性物质调节溶液pH为9.8,使溶液中铁离子和锰离子转化为沉淀除去,过滤得到含有镁离子的滤液,向滤液中加入碳酸钠,将镁离子转化为碳酸镁沉淀,然后加热煮沸沉淀物2,碳酸镁水解生成二氧化碳和氢氧化镁,灼烧氢氧化镁得到轻质氧化镁。
【详解】A.过氧化氢具有氧化性,在溶液中能将亚铁离子氧化成铁离子,则步骤②中加入的试剂X可以是过氧化氢,故A正确;
B.加入氢氧化钠能增大溶液pH,可将氧化后的溶液pH调节为9.8,则步骤③中加入的试剂Y可以是NaOH,故B正确;
C.步骤④的目的是加入碳酸钠将镁离子转化为碳酸镁沉淀从溶液中沉淀出来,故C正确;
D.由流程可知,沉淀物2为碳酸镁,加热煮沸沉淀物2,碳酸镁水解生成二氧化碳和氢氧化镁,则沉淀物3是氢氧化镁,故D错误;
故选D。
11.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,因此大量用于制造飞机、导弹的部件等,故A符合题意;
B.硫酸是重要的化工原料,硫酸能够与氨气反应生成硫酸铵、用于生产化肥、农药等,也是制炸药的原料,故B不符合题意;
C.氨气易液化,由液态转化为气态时吸收大量热,所以工业上可使用液氨作制冷剂,故C不符合题意;
D.炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石、空气,制水泥的原料是石灰石和黏土,制玻璃原料是纯碱、石灰石和石英,故D不符合题意;
答案选A。
12.B
【分析】由题给图示可知,向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,开始没有沉淀,说明硝酸过量,与硝酸反应的氢氧化钠溶液是10mL,沉淀达到最大时,消耗氢氧化钠溶液是50mL,溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液是10mL,则生成氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液是30mL,生成氢氧化镁消耗氢氧化钠溶液是20mL,由反应的离子方程式Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓可知,镁铝合金中镁、铝的物质的量比为1:1,标准状况下1.12LNO气体的物质的量为0.05mol,设镁铝合金中镁的物质的量为xmol,由得失电子数目守恒可得2x+3x=0.05mol×3,解得x=0.03,沉淀达到最大时消耗氢氧化钠溶液是50mL,50mL溶液中氢氧化钠的物质的量为(0.03mol×2+0.03mol×3)=0.15mol,氢氧化钠溶液的浓度为=3 mol/L。
【详解】A.由分析可知,合金中铝的物质的量为0.03mol,则质量为0.03mol×27g/mol= 0.81g,故A正确;
B.由分析可知,沉淀达到最大量时所得溶液是硝酸钠,由电荷守恒可知,溶液中硝酸根的物质的量为3 mol/L×0.06mol=0.18mol,由氮原子个数守恒可知100mL稀硝酸中硝酸的物质的量为(0.18mol+0.05mol)=0.23mol,稀硝酸的浓度为=2.3 mol/L,故B错误;
C.由分析可知,氢氧化钠溶液浓度为3mol/L,故C正确;
D.由分析可知,沉淀的最大质量为(0.03mol×58g/mol+0.03mol×78g/mol)= 4.08g,故D正确;
故选B。
13.C
【分析】MgCl2•6H2O晶体在空气中加热时,释出部分结晶水,同时生成Mg(OH)Cl或MgO,实验室以MgCl2•6H2O制取无水MgCl2,应该是在HCl气氛中加热MgCl2•6H2O,所以a中液体为盐酸,盐酸受热挥发出HCl,通过酸性干燥剂或中性干燥剂干燥,HCl进入c装置,加热c在HCl气氛中MgCl2•6H2O分解生成无水MgCl2,d装置为干燥装置,用于吸收分解生成的水蒸气,同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入c,据此分析。
【详解】A. 在HCl气氛中加热MgCl2⋅6H2O,所以a中为盐酸,最后多余的HCl被水吸收形成盐酸,所以循环的物质甲是盐酸,故A正确;
B. 装置b填充的是酸性干燥剂或中性干燥剂,用于干燥HCl,则可能是P2O5或CaCl2,故B正确;
C. 装置a中起始装有的试剂为盐酸,加热时挥发出HCl,故C错误;
D. d中与c直接相连的为干燥装置,用于吸收分解生成的水蒸气,同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入c,故D正确;
故选:C。
14.BC
【分析】碱式碳酸镁[xMg(OH)2∙yMgCO3∙zH2O]在高温下煅烧至恒重生成MgO、CO2和H2O,据此分析解答。
【详解】A.碱式碳酸镁[xMg(OH)2∙yMgCO3∙zH2O]在高温下煅烧至恒重,得到MgO固体, Mg(OH)2受热会分解,故A错误;
B.4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,得到固体2g和0.0400molCO2,生成二氧化碳的质量为0.0400mol×44g/mol=1.76g,根据质量守恒定律,生成水的质量为4.66g -2g -1.76g =0.900g,故B正确;
C.4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,得到2g MgO固体、0.0400molCO2和0.900g水,镁元素的物质的量为=0.05 mol,碳元素的物质的量为0.0400mol,根据碳元素守恒,MgCO3的物质的量为0.04mol,则Mg(OH)2的物质的量为0.05 mol -0.04 mol =0.01mol,Mg(OH)2分解得到的水的物质的量为0.01mol,因此结晶水的物质的量为-0.01 mol=0.04mol,因此n[Mg(OH)2] ∶n(MgCO3)∶n(H2O)=0.01∶0.04∶0.04=1∶4∶4=x∶y∶z,即碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2∙4MgCO3∙4H2O,故C正确;
D.4.66g碱式碳酸镁[Mg(OH)2∙4MgCO3∙4H2O]加盐酸完全溶解,0.04mol MgCO3需要HCl0.08mol,0.01mol Mg(OH)2需要HCl0.02mol,因此参加反应的HCl为0.1000mol,故D错误;
故选BC。
15.(1) CO2 降低 1 2
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)反应,,化合价升高,被氧化,作还原剂,,化合价降低,被还原,作氧化剂,故答案为:为氧化剂,碳元素的化合价降低;反应中每生成1molMgO,消耗1mol Mg,转移2mol电子;
(2)中和胃酸的原理是,与胃酸中的反应,离子方程式为:;
(3)漂粉精中的有效成分为,与空气中的和水蒸气发生反应的化学方程式为:;
(4)软锰矿()与氢氧化钾和空气在平炉中加热,生成,反应的化学方程式为:;
(5)可以根据的半衰期和衰变程度测定文物年代,考古学上常用测定文物年代。
16.(1)2:3
(2)10.08L
(3)5mol/L
(4)1.25mol/L
【分析】由图像可知,从开始至加入NaOH溶液20mL,没有沉淀生成,说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余,此时发生的反应为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;当V(NaOH溶液)=200mL时,沉淀量最大,此时沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3,二者物质的量之和为0.35mol,溶液中溶质为Na2SO4;从200mL到240mL,NaOH溶解Al(OH)3,NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,当V(NaOH溶液)=240mL时,沉淀不再减少,此时全部为Mg(OH)2,物质的量为0.15mol,所以沉淀量最大,Mg(OH)2为0.15mol,Al(OH)3为0.35mol−0.15mol=0.2mol。
【详解】(1)由元素守恒可知,n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol,n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol,所以镁和铝的质量之比为:0.15mol×24g/mol:0.2mol×27g/mol=2:3,故答案为:2:3;
(2)由A中可知,n(Al)=0.2mol,n(Mg)=0.15mol,根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol,所以n(H2)=0.45mol,故氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L,故答案为:10.08L;
(3)由200∼240mL发生Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,所以该阶段消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol,氢氧化钠的浓度为:=5mol/L,故答案为:5mol/L;
(4)沉淀量最大,此时为Mg(OH)2和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4,根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于240mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的倍,所以n(Na2SO4)=×0.2L×5mol/L=0.5mol,所以硫酸的浓度为:=1.25mol/L,故答案为:1.25mol/L;
17.(1)H++OH-=H2O
(2) Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
(3)0.06mol
(4)440
【分析】镁、铝混合物溶于硫酸后生成镁离子和铝离子,随后加入氢氧化钠,生成氢氧化镁和氢氧化铝,沉淀量达到最大值后,继续加入氢氧化钠,则氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,以此解题。
【详解】(1)由图可知0 - V1沉淀量没有发生变化,则此时是氢氧化钠和过量的硫酸反应,离子方程式为:H++OH-=H2O;
(2)由图可知V1 - V2阶段沉淀量一直在增加,不断生成氢氧化镁和氢氧化铝,随后氢氧化铝溶解,相应的离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;Al3++3OH-=Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O;
(3)由图象可知:V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的,则与Mg、Al反应的为H2SO4:
0.2mol-0.16mol×=0.12mol。假设n(Mg)=x mol,n(Al)=y mol,则有方程组:
,解得:x=0.06 mol,y=0.04 mol,则镁的物质的量为:0.06mol;
(4)当加入V2 mL NaOH溶液时,得到Mg(OH)2↓和NaAlO2,关系式为:
Mg2+~2OH-,Al3+~4OH-,∴V2=160 mL+=440 mL。
18.(1)2Mg+CO22MgO+C
(2)4Mg+2NO24MgO+N2
(3) NaOH溶液 吸收NO2避免污染环境 收集N2 badc
【详解】(1)点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体为氧化镁和碳,反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C;
(2)类比Mg与CO2反应的思路,镁在二氧化氮气体中反应生成氧化镁和氮气,反应的化学方程式为4Mg+2NO24MgO+N2;
(3)①依据反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O分析,装置A主要吸收多余的二氧化氮气体,需要用氢氧化钠溶液,因此装置A中的试剂是NaOH溶液;
②干燥管是在充满二氧化氮气体过程中避免污染气体排放到空气中污染空气,B装置是排水量气方法收集反应生成的氮气;
③应先在装置中充满二氧化氮气体再进行加热,防止空气的影响,所以实验顺序为badc。
【点睛】本题考查物质性质实验的设计和实验验证方法以及反应现象的分析判断,掌握氮氧化物的性质以及依据现象判断产物是解题的关键,题目难度中等。
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