高考化学一轮复习讲练测（三）热重分析中的物质成分的判断（练）（原卷版+答案解析）

专题讲座（三）热重分析中的物质成分的判断

第一部分：高考真题感悟

1.[2021.全国甲卷，27⑷]胆矶（CuSOr5H2。）易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO（杂

质为氧化铁及泥沙）为原料与稀硫酸反应制备胆研，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：

结晶水测定：称量干燥生烟的质量为如，加入胆矶后总质量为初2,将生烟加热至胆研全部变为白色，置于

干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为机3。根据实验数据，胆研分子中结晶水的个

数为（写表达式）o

2.[2019•全国卷I,27（5）]采用热重分析法测定硫酸铁锈晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150。。时失

掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁镂晶体的化学式为o

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

可能用到的相对原子质量：HlC12N14016Mgl2A127S32Ca40V51Cr52Mn55Fe65Zn65Cel40pb207

1.（10分）8.34gFeSO4-7H2O（M=278g-mol」）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）如

图所示，下列说法正确的是（）

A.温度为78℃时，固体物质M的化学式为FeSO4-5H2O

B.温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4-2H2O

C.在隔绝空气条件下，由N得到P的化学方程式为FeSO4-H2O-FeSO4+H2O

D.取适量380°C时所得的样品P,隔绝空气加热至650°C，得到一种固体物质Q,同时有两种无色气体生成,Q的

化学式为Fe3O4

2.（10分）将Ce（SO4）2-4H2O（摩尔质量为404g.molD在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩

余质量/固体样品的起始质量X100%）随温度的变化如下图所示。

0200W）6fMJ800

当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为（填字母）。

A.Ce（SC）4）2B.Ce2（SO4）3C.CeOSO4

3.（10分）PbCh受热会随温度升高逐步分解。称取23.9gPbC>2,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、o

4.（10分）25.35gMnSO’H?。样品受热分解过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示:

（1）300。。时，所得固体的化学式为

（2）1150℃时，反应的化学方程式为=

5.（10分）PbCh在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点样品失重4.0%（即

样品起始质量一a点固体质量

样品起始质量入100%）的残留固体。若a点固体组成表示为PbO*.或根PbO2-〃PbO,列式计算

值和M:"值_________

固

体

失

重

质

最

分

数

/

%300400500600温度/七

6.（10分）碱式碳酸铝镁［Mg“Al从OH）C（CO3）MH2O］常用作塑料阻燃剂。为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下

实验：

①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成0.560LCOM已换算成标准状况下）。

②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（制器修黑篙X100%）随温度的变化如图所示（样品在

270℃时已完全失去结晶水，600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物）。

0O

%1

、M

醐45

襟

及73.

画37.

02

02004006008（X）

温度/七

碱式碳酸铝镁的热重曲线

根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的〃（OH-）：〃（cor）=o

7.（10分）2.76gCaChWH?。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℃时完全脱水,

杂质受热不分解）如图所示。

质量/g

2.76----------------

1.68-------------------------------

I.----------：-------------

060140

温度/℃

①试确定60℃时CaCh-xHzO中x=。

②该样品中CaO2的质量分数为。

8.（10分）CrCh的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示，则B点时铭的

氧化物化学式为o

固

体

残

留8Z5

率

/

%75

阳5O&

4(0060708O

温/K

9.（10分）为确定NVCO｛化学式可表示为（NH4）J（VO）从CO3）c（OH）d][0H2O｝的组成，进行如下实验:

①称取2.130g样品与足量NaOH充分反应，生成NH30.224L（已换算成标准状况下）。

②另取一定量样品在氮气氛围中加热，样品的固体残留率（­北黑落黑黑X100%）随温度的变化如图所

示（分解过程中各元素的化合价不变）O

温度⑶

050100150200250300350400450

10089367

%

：(NH4)O[(V0)6(C03)C(0H)J-2H2O

*、86.48

融80

®

笈

画

60

46.76

40

根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式（写出计算过程）。

10.（10分）（2023•湖南衡阳一中模拟，节选）MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的镒的氧化物，其固体

残留率随温度的变化如图所示。

100

送

蜩

幽

80

§1

及

巨

小

震60

02004006008001000

温度/宽

（1）300℃时，剩余固体中n（Mn）:n（O）为。

（2）图中点D对应固体的成分为（填化学式）。

专题讲座(三)热重分析中的物质成分的判断

第一部分：高考真题感悟

1.[2021.全国甲卷，27(4)]胆矶(CUSO4-5H2。)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙

烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矶，并测定其结晶水的含

量。回答下列问题：

结晶水测定：称量干燥生烟的质量为m1，加入胆矶后总质量为加2,将生瑞加热至胆矶全部

变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为〃幻。根据实

验数据，胆研分子中结晶水的个数为(写表达式)。

80他一g

【答案】

9机3一加1

【解析】水的质量是⑺2—利3旭，所以胆研(CUSO4RH2。)中W值的表达式为普萨：号谭=

"：1，解得片警力。

一如

2.[2019•全国卷I,27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁钱晶体样品所含结晶水数，将样品加

热到150。。时失掉1.5个结晶水，失重5.6%»硫酸铁锈晶体的化学式为

【答案】NH4Fe(SO4)2-12H2O

【解析】样品加热到150。。时失掉1.5个结晶水，发生变化：

NH4Fe(SO4)2-xH2O^NH4Fe(SO4)2-(x-1.5)H2O+1.5H2Oo固体失重5.6%,即失去水的质量占

11Q

样品总质量的5.6%,列出关系式：xl00%=5.6%,解得x=12,故硫酸铁镀晶体

266十18元

的化学式为NH4Fe(SO4)212H2Oo

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

可能用到的相对原子质量：HlC12N14016Mgl2A127S32Ca40V51Cr52Mn55Fe65Zn65

Cel40pb207

1.(10分)8.34gFeSO4-7H2O(M=278g-mori)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)如图所示，下列说法正确的是()

A.温度为78℃时，固体物质M的化学式为FeSO4-5H2O

B.温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4-2H2O

C.在隔绝空气条件下，由N得到P的化学方程式为FeSO4H2O-FeSO4+H2O

D.取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650°C,得到一种固体物质Q,同时有两种无

色气体生成,Q的化学式为Fe3O4

【答案】C

【解析】8.34gFeSO4-7H2O样品物质的量为0.03mol,其中m(H20)=0.03molx7xl8g-mol

"=3.78g,如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g,可知在加热到373℃

之前，晶体失去部分结晶水,加热至635℃时,固体的质量为2.40g,应为铁的氧化物，其中

n(Fe)=n(FeS04-7H20)=0.03mol,m(Fe)=0.03molx56g-mol1=1.68g,则固体中m(O)=2.40

g-1.68g=0.72g,n(O)=0.045mol,贝n(Fe):n(0)=0.03mol：0.045mol=2:3,则固体物质Q的

化学式为Fe203o温度为78℃时，固体质量为6.72g,其中m(FeS04)=0.03molxl52g.mol

」=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(HzO)=0.12mol,则n(H2。):n(FeSO4)=0.12mol:

0.03mol=4：1,则化学式为FeSO44H2。,故78℃时,M的化学式为FeSCUdH?。,故A错误;温

度为159℃时，固体质量为5.10g,其中m(FeS04)=0.03molxl52g.mol'M.56g,m(H2O)=5.10

g-4.56g=0.54g,n(H20)=0.03mol,贝Un(H2O):n(FeS04)=0.03mol：0.03mol=l：1,贝U化学式为

FeSO’HzO,故B错误;N的化学式为FeSO4H2O,P化学式为FeSCU,在隔绝空气条件下由N得

到P的化学方程式为FeSO#H2OFeSO4+H2O,故C正确油上述分析可知,P化学式为FeSO4,Q

的化学式为FezCh,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低，即有二氧化硫生成，设SO2、SO3的

x+y=0.03

物质的量分别为Xmol、ymol,则，，解得x=y=0.015,所以

64x+80y=4.56-o2.4

方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2t+SO3T,Q的化学式为FezCh,故D错误。

2.(10分)WCe(SO4)2-4H2O(摩尔质量为404gmoL)在空气中加热，样品的固体残留率

(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量X100%)随温度的变化如下图所示。

100

0200400COU800

汉度/t"

当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为（填字母）。

A.Ce（SO4）2B.Ce2（SO4）3C.CeOSO4

【答案】B

【解析】404X70.3%R284,A的相对分子质量为332,B的相对分子质量为568,C的相对分

子质量为252；根据质量守恒808乂70.3%468,应选B。

3.（10分）PbCh受热会随温度升高逐步分解。称取23.9gPbCh，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、o

【答案】Pb2O3PbO

【解析】二氧化铅是0.1mol,其中氧原子是0.2mol。A点，固体减少0.8g,则剩余氧原子

的物质的量是0.15mol,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

Pb2O3o同理可得出C点对应物质是PbOo

4.（10分）25.35gMnSCUMzO样品受热分解过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）

如下图所示：

(1)300℃时，所得固体的化学式为。

(2)1150℃时，反应的化学方程式为o

【答案】⑴MnSO4

1150P

(2)3MnC)2M113O4+O2T

【解析】(1)25.35gMnSO4H2O样品中n(Mn)=n(MnSO4H2O)=0.15mol，其中n(H2O)=0.15

mol,m(H2O)=2.7g,300℃时，所得固体质量为22.65g,减少的质量为2.7g,则说明该段失去结

晶水，此时固体为MnSC)4。

(2)温度继续升高，固体MnSCU受热分解生成铳的氧化物和硫的氧化物0.15mol,

850℃时，固体质量由22.65g减少到13.05g,减少的质量为9.6g,则硫的氧化物的相对分子质

量为64,故为二氧化硫，则此时的固体为MnO2,l150℃时固体为二氧化锦分解所得，由镒元素

质量守恒，则m(Mn)=n(Mn)x55g-mol'=8.25g,则氧化物中m(0)=11.45g-8.25g=3.2

g,n(O)=0.2mol,故n(Mn)：n(O)=0.15:0.2=3:4,则该氧化物为M113O4,故反应的化学方程式

1150r

为3MnC)2M113O4+O2T0

5.(10分)PbCh在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点样品失重

样品起始质量一a点固体质量

4.0%（即样品起始质量%100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或

mPbOs-nPbO,列式计算尤值和m〃值_________

固

体

失

重

质

量

分

数

/

%

【答案】1.4,2：3

2—x2—JC

【解析】根据PbO2&PbOx+亍ChN注PbCh相对分子质量为239),由下一x32=239x4.0%,

/曰239x4.0%2m-\~nm0.42

可x=2-77^1.4,根据wPbO^'HPbO?彳7导=1.4,-=-o"°

lom+nnU.o5

6.(10分)碱式碳酸铝镁［Mg”Ak(OH)c(CO3)/xH2O］常用作塑料阻燃剂。为确定碱式碳酸铝镁的

组成，进行如下实验：

①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成0.560LCC»2(已换算成标准状况下)。

②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率。器黑鬻黑X100%)随温度的变化

如图所示(样品在270。。时已完全失去结晶水，600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。

兴100

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温度

曲线

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酸铝镁

碱式碳

OF)=

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样品中

铝镁

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【答案

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题中

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】碱式

【解析

品

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题中

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