高考化学一轮复习微专题4热重曲线分析及其应用学案

微专题4热重曲线分析及其应用热重曲线分析的思维步骤1．解题思路(1)设晶体的物质的量为1mol，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)样品的固体残留率＝eq\f(固体样品的剩余质量,固体样品的起始质量)×100%。(4)晶体中金属元素质量不会减少，仍在m余中。(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒可得m氧，由n金属∶n氧，即可求出失重后物质的化学式。2．实例分析CaC2O4·H2O在氮气氛围中的热重曲线示意图：【练真题】1．(2023·新高考全国乙卷)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如下图所示：根据上述实验结果，可知x＝________，y＝________。解析：由题图可知，FeSO4·7H2O→FeSO4即7个结晶水完全失去时失重比为45.3%，失重比为19.4%时，失去的结晶水数目为eq\f(19.4%×7,45.3%)≈3，故x＝7－3＝4，同理可推出y＝7－eq\f(38.8%×7,45.3%)≈1。答案：412．(2023·新高考辽宁卷)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。解析：由题图可知，起始时有2.5mgCuSO4·5H2O，其物质的量是0.01mmol，所含结晶水的质量为0.9mg，因此固体质量剩余1.6mg时所得固体为CuSO4；加热过程中Cu元素的质量不变，因此固体质量剩余0.8mg时所得固体是CuO；结合题图DSC曲线有两个吸热峰可知，700℃发生的反应为CuSO4→CuO＋SO3、SO3→SO2＋O2，即生成的氧化物除SO2外，还有CuO、SO3。答案：SO3CuO【练模拟】3．(2024·广州高三阶段训练)过硼酸钠晶体(NaBO3·4H2O)也可用作无毒漂白剂，加热至70℃以上会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的曲线如图所示，则T2～T3℃所对应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________。解析：30.8gNaBO3·4H2O的物质的量为eq\f(30.8g,154g/mol)＝0.2mol，0～T2℃，失去结晶水的质量为30.8g－27.2g＝3.6g，物质的量为0.2mol，所得晶体为NaBO3·3H2O，T2～T3℃失去结晶水的质量为27.2g－20.0g＝7.2g，物质的量为0.4mol，所得晶体为NaBO3·H2O，所以T2～T3℃所对应的化学方程式为NaBO3·3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NaBO3·H2O＋2H2O。答案：NaBO3·3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NaBO3·H2O＋2H2O4．实验测得25.0gCuSO4·5H2O受热分解过程中的热重曲线如下图所示。(1)172℃时，剩余固体的化学式为_______________________________________________________。(2)由胆矾分解制备CuO时，控制的合适温度范围为__________。解析：(1)25.0gCuSO4·5H2O的物质的量为0.1mol，若结晶水全部失去，则剩余固体为0.1molCuSO4，质量为16.0g。由题图可知，172℃时，剩余固体的质量为17.8g＞16.0g，因此该温度下剩余固体为CuSO4的结晶水合物，由关系式CuSO4·5H2O～CuSO4·xH2O，列式得eq\f(160＋18x,250)＝eq\f(17.8,25.0)，解得x＝1，故剩余固体的化学式为CuSO4·H2O。(2)由C