2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第2章 热点强化5 化学计算方法在热重分析中的应用

热点强化5化学计算方法在热重分析中的应用

W热点精讲

(1)设晶体为1moL

(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。

⑶计算每步的风剩余)，〃小胃髓)质量产。。％=固体残留率。

(4)晶体中金属质量不减少,仍在加(剩余)中。

(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得小(0),由〃(金属)：〃(0),即可求出失重后物

质的化学式。

■一热点专练

1.将&34gFeSCV7H2O样品隔绝空气加热，升温过程中固体的质量变化如图。下列说法正

确的是()

。78159373633温度/七

A.FCSO4-7H2O晶体中有4种不同结合力的水分/

B.在100℃时，M的化学式为FeSCh・6H2O

C.在200℃时，N的化学式为FeSCUSHK)

D.380℃的P加热至650℃的化学方程式为2FeSO4=^=Fe2O3+SO2t+SO3t

答案D

解析从图中可以看出，FeSO「7H2。晶体受热后发生4次分解反应，通常情况下，晶体先分

多次失去结晶水，然后所得无水盐再分解。FeSOy7H2O晶体中，水分子的结合力都是相同的，

A不正确；n(FeS04-7H20)=27^^1-1=0.03mol,则100℃时，M的摩尔质量为提器=

224gmo「，化学式为FeSChMHzO,B不正确；在200℃时，N的摩尔质量为焦!%=

III\zI

-1

170gmol,化学式为FeS04H2O,C不正确:380℃的P加热至650°C时，产物Q中〃(Fe)：〃(O)

6m

=0.03mol：24)*一°?由0；?£-。。=2：3,即产物为Fe2O^,所以反应的化学方程式

Iogrnol

为2FeSOi=^=Fe2O3+&O2f+SO3t,D正确c

2.将Ce(SCh)2-4H2O(摩尔质量为404g・mol一)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%)随温度的变化如图所示。

02(M)中X)6()0KOO

温度

当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为(填字母)。

A.Ce(S0j)2B.Ce2(SO4)3C.CeOSO4

答案B

解析404X70.3%-284,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，404X2为70.3%Q568。

3.12019•全国卷I,27(5)］采用热重分析法测定硫酸铁铳晶体样品所含结晶水数，将样品加

热到150c时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁镂晶体的化学式为。

答案NH4Fe(SO4)212H2O

解析失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2xH2O,由题意知

1.5X18_5.6

266+18x=l00,解得不比12。

4.PbO?在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重

I八0//日n样品起始质量—a点固体质量

4。％(即样品起始质量X100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbO.r或

mPbChwPbO,列式计算x值和m:〃值。

1

会

育

与

-3

照

号

二

工3()()4()05(X)6(X)湍［度/t

答案根据PbO2/=PbCX+告％21，有甘432=239X4.0%,解得x=2~239^,°%

F.4,根据〃iPbO”〃PbO,有黑孑=14得*耨=本

5.在空气中加热10.98g草酸钻晶体(CoC2(%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/℃固体质量/g

150〜2108.82

290〜3204.82

890〜9204.50

(1)加热到210℃时，固体物质的化学式为<,

(2)经测定，加热到210〜310℃过程中的生成物只有C6和钻的氧化物，此过程发生反应的

化学方程式为o

答案(l)CoC2O4(2)3COC2O4+2O2=^=CO3O4+6CO2

解析(1)/Z(COC204-2H20)=0.06mol,

Am=(1。98—8.82)g=216g=w(H2O),

故210℃时固体为CoC2O.o

(2)根据牯原子守恒可知

w(Co)=3.54g,w(O)=(4.82-3.54)g=1.28g,

〃(O)=0.08mol,//(Co):〃(O)=3:4,

可写出化学方程式：3coe2O4+2O2=^=CO3O4+6CO2。

6.(2022•浙江模拟)CUSO4SH2O在不同温度下失水和分解，随着温度升高分别生成

CuSO4-*CuO-*Cu2O-*Cu,现称取5.000gCuSO4-5H2O在敞口容器加热一定时间后，得到

1.520g固体，测得生成的SO2的体积为0.224L(已折算为标准状况)，求：

(1)固体的成分及物质的量之比：o

⑵标准状态下生成02的体积：。

答案(I)H(CUO)：n(Cu2O)=2：I

(2)0.168L

解析(1)5.000gCuSCUSHzO物质的量为0.02mol,若生成的全部是硫酸铜，则质量为3.2g,

若全部生成氧化铜，则质量为1.6g,若全部生成氧化亚铜，则质量为1.44g,而得到1.520g

固体，说明固体的成分是氧化铜和氧化亚铜的混合物，设氧化铜物质的量为xmol,氧化亚铜

物质的量为ymol,则有x+2y=0.02,80x+144y=1.52,解得x=0.01,v=0.005,则物质的量

之比n(CuO)：W(CU2O)=2：Io

(2)生成了标准状况下0.224L二氧化硫，即物质的量为0.01mol,分析知硫、铜化合价降低，

幺八人，人।-I--”工，入6,0.01molX2+0.005molX2X1

氧化合价升而，根据得失电•子守恒得到Ch物质的量为-----------J--------------------=。0075mol,

其标准状态下的体积为0.0075molX22.4Lmo「=0.168L。

7.PbCh受热会随温度升高逐步分解。称取23.9gPbOz,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

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,此时轲余的铅和氧原子的个数之比是2：3,A点对应的物质是PbzCh。

同理可得出C点对应的物质是PbOo

8.MnCCh在空气中加热易转化为不同价态的锌的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图

所示,则

(1)300℃时，剩余固体中”(Mn)：n(O)=。

(2)图中点D对应固体的成分为(填化学式)。

答案(1)1：2(2)Mn3O4和MnO

解析设MnCCh的物质的量为1mol,即质量为115go

(1)A点剩余固体质量为H5gX75.65%^87g,

减少的质量为115g-87g=28g,

可知M11CO3失去的组成为“CO”，

故剩余固体的成分为MnCh,n(Mn)：〃(O)=I:2。

(2)C点剩余固体质量为115gx61.74%p71g,

据镒元素守恒知，〃(Mn)=55g,

则/?z(O)=71g—55g=16g,

则〃(Mn)：〃(O)=||：||=l：I,

故剩余固体的成分为MnO,

同理,B点剩余固体质量为115gx66.38%=76.337g,因m(Mn)=55g,则制0)=76.337g

一55g=21.337g,

5521337

则n(Mn)：»(0)=1j：节丁A3：4,

故剩余固体的成分为Mn?04,

因D点介于B、C之间，故D点对应固体的成分为MmO4与MnO的混合物。

9.取4.53gNH』Al(SO4)2-12H2O加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。硫

酸铝铉晶体在633℃、975c分解生成的固体分别为、(填化学式)。

J固体质量/g

4.53-1

3卜(3(对七,2.378)

1

2p~——^B(633t：,1.71g)

1：\c(975匕0.51g)

°2004()()6008001000温度/―

答案AI2(SO4)3AI2O3

解析NH4A1(SO4)212H2O的相对分子质量为453,NH4AKSCM2的相对分子质量为237,

Al2(SC)4)3的相对分子质量为342,ALO3的相对分子质量为102,4.53gNH4A1(SO4)2-I2H2O的

物质的量为OOImol,则NH4Al(SO4”的物质的量为0.01mol,Al2(SC>4)3的物质的量为

0.005mol,AI2O3的物