化学大一轮复习人教版新高考专用4热重分析判断物质成分

1、温馨提示:此套题为 Word版，请按住 Ctrl, 滑动鼠标滚轴，调节合 适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word文档返回原板 块。核心素养微专题4热重分析判断物质成分答朝要索叵图一1 .结晶水合盐受热分解步骤加热结晶水合盐反应可分三步进行：第一步是脱去部分水，第二步是 生成羟基盐或含水盐，第三步是生成金属氧化物；如果热重实验的气 氛为空气，则加热过程中可能被氧化，反应将变得更复杂一些。2 .热重曲线试题分类热重曲线试题可分为两类：第一类，试样发生分解反应，以脱水、分 解等方式失重，气氛物质不参加反应；第二类，试样发生氧化、还原 等反应，以氧化、还原等方式失重。当然也有试题形式上是两者的结

2、合，但本质上可以分步处理，故仍属于上述类型。3 .解题的方法思路设晶体为1 mol ,其质量为 m(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。(3)计算每步固体剩余的质量(m余)皿余X 100%画体残留率。(4)晶体中金属质量不再减少，仍在 m余中（5）失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属：n氧，即可求出失重后物质的化学式。典型考题皿3【典例】（2019 南京模拟）称取3.60 g草酸亚铁晶体（FeQ。 2HO, 相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量 随温度变化的曲线如图所示，请分析图并回答下列问题：过程I发生反应的化学方程式为O300 C时剩余固体只

3、有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧 化物的化学式。【解析】通过剩余固体的质量可知，过程 I发生的反应是草酸 亚铁晶体受热失去结晶水，反应的化学方程式为FeCQ 2H2/FeCQ+2HQ草酸亚铁晶体中的铁元素质量为 3.6 g x£，xi00% 1.12 g ,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为1.60 g-1.12 g= 0.48 g ,铁元素和氧元素的质量比为 1.12 g ： 0.48 g=7 ： 3,设铁的氧化物的化学式为 FexO,则有56x ： 16y=7 ： 3, x ： y=2 ： 3,铁 的氧化物的化学式为Fe。答案：FeCQ 2H

4、22FeCQ+2HO FeQ【延伸探究】草酸锌晶体和草酸亚铁晶体在性质上有相似之处，受热也会分解。将草酸锌晶体(ZnC2O 2HO)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300460 C范围内，发生反应的化学方程式为WI胆需超国留军提示：ZnGQ&ZnO+CO+COT。ZnCQ 2H2O 晶体中的 ZnCQ质量分数为“，x 100%- 80.95%,故A点完全失去结晶水，化学式为ZnCQ, L ± 3 r o b假设B点为ZnQ则残留固体占有的质量分数为77mx I。%"JL33 +dQ42.86%,故B点残留固体为ZnQ结合原子守恒

5、可知还生成等物质的量 的CO与CO。300460 C范围内，发生反应的化学方程式为 ZnCQ&ZnO+C O +CO"茄题预测叵目1 .PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取 23.9 g PbO,将其加热分解, 受热分解过程中固体质量随温度的变化如图所示。A点与C点对应物质的化学式分别为 ? 。【解析】二氧化铅是0.1 mol ,其中氧原子是0.2 mol。A点，固 体减少0.8 g ,则剩余氧原子的物质的量是 0.15 mol ,此时剩余的铅 和氧原子的个数之比是2： 3, A点对应的物质是PBQ。同理可得出C 点对应物质是PbO答案：PKQ PbO2 .在空气中加热10

6、.98 g草酸钻晶体(CoGO 2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。温度范围/c固体质量/g150 2108.822903204.828909204.50(1)加热到210 C时，固体物质的化学式为 。 经测定，加热到210320c过程中的生成物只有 CO和钻的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为 o【解析】（1）CoC2。 2HO失去全部结晶水的质量为10.98 X1.83g=8.82 g,即加热到210 C时，固体物质是CoCO。（2）根据元素守恒,grg2n(CQ)=(-X2) mol= 14-70.12 mol ,质量为 0.12 mol x 44

7、 g - mol-1 =5.28 g ,固体质量减少(8.82-4.82) g =4.00 g ,说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为(5.28-4.00) g=1281.28 g ,其物质的量为mol=0.04 mol ,32g 82n(CoGQ) : n(O2) : n(CQ尸：0.04 : 0.12=0.06 : 0.04 ： 0.12=3 ： 2 1-17:6,依据原子守恒，3CoCO+2OdCoO+6CQ答案：（1）CoC2。（2）3CoC2Q+2O，CqQ+6CO3.为研究一水草酸钙（CaGO H2O）的热分解性质，进行如下实验：准确称取36.50 g样品加热，样品的固体残

8、留率（固栋样昆的题余质量固体样品的起出质量x 100%地温度的变化如图所示。100S7.677ft. 1 ft hH.4(1-3 r#BTi*MT I300 C时残留固体的成分为 , 900 C时残留固体的成分 为。 通过计算求出500 C时固体的成分及质量(写出计算过程)。【解析】(1)n(CaC 2Q 收0)=。=0.25 mol,含有 m(HO)=0.25146 g mol1molx18 g mol-1=4.50 g ,在 300 C 时，加函余)x 100%=87.67% m(剩余)=36.50 gX87.67%-32 g,减少的质量为 36.50 g-32 g=4.50 g ,故此时

9、失去全部的结晶水，残留固体为Ca(2O4；在900 C时，m国余)x 100%=38.36% m(剩余)=36.50 gx38.36% 14 g,其中 Ca m陛蛤)的质量没有损失，含 m(Ca)=0.25 molx40 g -mol-1=10 g,另外还含有 m(O)=14g-10 g=4 g, n(O)=0.2516 g mol1mol,则 n(Ca) : n(O)=1 ： 1 ,化学式为 CaO答案：(1)CaC2。CaOhi闲余)在 600 C 时，X100%=68.49% m涮余)=36.50 g x 68.49%m (起始)=25 g,从300 C至600 C时，失去的总质量为32

10、 g-25 g=7 g ,失 去物质的摩尔质量为7 g+0.25 mol=28 g mol-1,所以600 C时残留固体成分为 CaCQ则500 C时残留固体的成分为 CaCQ和CaCO勺混合物，样品中CaGQ HO的物质的量n(CaGQ H2O)=-=0.25 mol ,设混合物中 Cag14fi g-mol1和CaCO勺物质的量分别为x mol和y mol ,根据500 C时固体总质量 可得128x+100y=36.50 gx 76.16%,根据钙元素守恒可得 x+y=0.25 , 解得 x = 0.10 , y=0.15, m(Ca0O4)=0.10 mol x 128 g mol-1=

11、12.80 g, m(CaC3O=0.15 molx 100 g mol-1=15.0 g, 500 C时固体的成分为 12.8 g CaGQ 和 15.0 g CaCO3。【加固训练】(2019 石狮模拟)过氧化钙是一种新型的多功能无机化工产品， 常温下是无色或淡黄色粉末，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂。某 实验小组在实验室用钙盐制取CaO 8H2O沉淀(该反应是一个放热反 应)。(1)仪器X的名称是?仪器B的作用是?(3)A为实验室制取氨气的装置，写出 A中发生反应的化学方程式:制取CaO 8HO 一般在05 C的低温下进行，原因是生成 CaO 8HO 的化学方程式为O(5)2.76 g

12、CaO 2 8H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线，140 C时完全脱水，杂质受热不分解)如图所示。商量咨 2.76 -1.68/E:1-I.060140ififf T试确定60 C时CaO xH2O中x=。该样品中CaO的质量分数为?【解析】由图可以看出A为实验室制备氨气：Ca(OH)+2Nh4ClAcaCl2+2NHT +2HQ 由于 NH极易溶于水，采用 B装 置是为了防止倒吸。双氧水通过分液漏斗(X)进入低温的三颈烧瓶，发 生化学反应 CaCb+H2Q+2NH+8HOCaO 8H2O； +2NHC1。由于 CaO 8H2O 带结晶水，若温度太高，则 CaO 8H2O会失去部分2晶水，且H2Q分 解速率加快，温度太低，液体易冻结，反应困难。 140 C后结晶水全 部失去，其质量为2.76 g-1.32 g=1.44 g ,物质的量为0.08 mol ,则 CaO8HO的物质的量为0.01 mol ,由CaO8H2O样品受热脱水过程 的热重曲线可以看出60140 C失去的结晶水的质量为1.68 g-1.32 g=0.36 g,物质的量为 0.02 mol,贝U n(CaO) : n(H2O)=0.01 ： 0.02=1 : x, x=2。CaO量为 72 g mol-1 x0.72 g0.