高中化學考察的熱重曲線

1、熱重曲線熱重法是在程序控溫下，測量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度（或時間）的變化關系。當被測物質(zhì)在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水時，被測的物質(zhì)質(zhì)量就會發(fā)生變化。這時熱重 曲線就不是直線而是有所下降。通過分析熱重曲線，就可以知道被測物質(zhì)在多少度時產(chǎn)生變化，并且根據(jù)失重量，可以計 算失去了多少物質(zhì)，（如CuS04 5H2O中的結(jié)晶水）。從熱重曲線上我們就可以知道 CuSO4 5H2O 中的5個結(jié)晶水是分三步脫去的。熱重法測定，試樣量要少，一般25mg。試樣皿的材質(zhì)，要求耐高溫，對試樣、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物和氣氛都是惰性的，即不能有 反應活性和催化活性。通常用的試樣皿有鉗金的、陶瓷、石英、玻璃、鋁等

2、。特別要注意，不 同的樣品要采用不同材質(zhì)的試樣皿，否則會損壞試樣皿，如：碳酸鈉會在高溫時與石英、陶瓷 中的Si02反應生成硅酸鈉，所以象碳酸鈉一類堿性樣品，測試時不要用鋁、石英、玻璃、陶 瓷試樣皿。鉗金試樣皿，對有加氫或脫氫的有機物有活性，也不適合作含磷、硫和鹵素的聚合 物樣品，因此要加以選擇。1,取2.50 g膽研樣品，逐漸升溫加熱分解，分解過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如圖所示?！百|(zhì)量/g2.50 a 占卜 1.78 一一一 :/* 11 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 三y,0 % 一一1：L=-3

3、I t1II：01021132586S01。 溫度a點時固體物質(zhì)的化學式為1 000 c時發(fā)生反應的化學方程式為 O解析：設a點時固體的摩爾質(zhì)量為 M ,則2.50 : 2.14= 250 ： M ,解得M = 214。故其化學式為CuS04 3H20。通過計算可以推斷d點處物質(zhì)為0.80 g CuO,而e點處物質(zhì)的質(zhì)量為0.72 g,則為0.005 mol Cu2O,該反應的化學方程式為4CuQ1=0=2CU2O+O2T 011. (2011新課標全國，14分)0.80gCuSO4 5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。 TOC o 1-5 h z 仇80

4、 0.68 H事蟹：.4) HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 叼”十一一一：。102 113258溫度/C請回答下列問題：(1)試確定200c時固體物質(zhì)的化學式 (要求寫出推斷過程)；(2)取270c所得樣品，于 570c灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應的化學方程式為。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為 ,其存在的最高溫度是 ;(3)上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發(fā)生反應的化學方程式為；(4)在0.10mol L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌

5、，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的 pH=8 時，c (Cu2+) =mol L-1 (KapCu (OH) 2=2.2 X 10-20)。若在0.1mol L-1硫酸銅溶液中通入過量H2s氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS,此時溶液中的H+濃度是 mol L-1。解析：(1) 0.80gCuSO4 - 5H2O中含有CuSO4的質(zhì)量為0.8 1600.51g 。由圖像可知當溫度250升高到102c是時CuSO4 -5H2O開始部分脫水，在113C258c時剩余固體質(zhì)量為 0.57g, 根據(jù)原子守恒可計算出此時對應的化學式，設化學式為CuSO4 - nH2O ,則有 0.57 -160- 0.

6、51,解得n=1,所以200c時固體物質(zhì)的化學式為 CuSO4 H2O;160 18n(2)由圖像可知當溫度超過258c時，剩余物質(zhì)恰好是CuSO4,高溫下分解的化學方程570 c式是CuSO4CuO+SO3f； CuO溶于硫酸生成CuSO4,結(jié)晶析出生成膽磯即CuSO4 - 5H2O;由圖像可知 CuSO4 - 5H2O存在的最高溫度是 102C；(3) SO3溶于水生成硫酸，濃硫酸在加熱時與銅反應的化學方程式為 Cu+ 2H2SO4CuSO4 + 2H2O+ SO2 T(4)因為 KapCu (OH) 2=c(Cu2+) c2(OH ) =2.2X 10-20,當溶液的 pH=8 時，c

7、(OH )=10 6, 所以c(Cu2+)=2.2X 10-8;硫酸銅溶液中通入過量 H2s氣體時反應的化學方程式為：CuSO4+ H2S=H2SO4 + CuS,忽略溶于體積變化根據(jù)原子守恒可知生成的硫酸的濃度是 0.1mol L-1,所以 H+濃度是 0.2mol L-1。570 C答案：(1) CuSO4 H2O; (2) CuSO4CuO + SO3f、CuSO4 5H2O、102 C； .Cu +2H2SO4CuSO4+2H2O + SO2 T2.2X10-8、0.24、將8.34 g FeSO4 - 7H 2O樣品隔絕空氣加熱脫水，其熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線) 見右圖。下

8、列說法正確的是( D )A. FeSO4 - 7H2O晶體中有4種不同結(jié)合力的水分子B.在100c時，M的化學式為 FeSO4 - 6H2OC.在200c時，N的化學式為 FeSO4 3H2OD. 380c的P加熱至650c的化學方程式為：工尸 +S02 f 4 SO, f分析：綠磯的相對分子質(zhì)量為：278,設20. （10 分）8.34g 如下圖所示。FeSO4 7H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）請回答下列問題。（1）試確定78 c時固體物質(zhì) M的化學式 。（2）取適量380c時所得的樣品 P,隔絕空氣加熱至 650C,得到一種固體物質(zhì)Q,同時有兩種無色氣體生成，

9、試寫出該反應的化學方程式 A（3）某興趣小組用如圖所示裝置設計實驗，驗證（2）中生成的氣態(tài)物質(zhì)，并測定已分解的的質(zhì)量（不考慮裝置內(nèi)空氣的影響）。按氣流方向連接儀器，用字母表示接口的連接順序:8充分反應后，利用裝置出中圓底燒瓶內(nèi)混合物測定已分解的P的質(zhì)量，其操作步驟為：第步，向圓底燒瓶內(nèi)逐滴加入 BaCl2溶液，直至沉淀完全；第二步，過濾混合物，在過濾器上 將沉淀洗凈后，烘干并冷卻至室溫，稱重；第三步，繼續(xù)烘干冷卻并稱量，直至連續(xù)兩次稱 量質(zhì)量差不超過0.1g為止。若最終所得沉淀質(zhì)量為w g,則已分解的P的質(zhì)量為 （填計算式）。20. （10 分）8.34 = x : 6.72x= 224,（2

10、78 224） + 18 = 3 ,所以化學式為 FeS04 4H2O8.34 = x : 5.10 x = 170化學式為：FeSO4 H2OFeS04 4H2O （2 分）2FeSO4=Fe2O3+SO2 T +SOT （2 分）（3）品紅溶液（2分）a-bffgd （2 分）西廠工（2分）（或其他合理答案）5.熱重分析法（TG）是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度 的關系的一種實驗技術(shù)。熱重分析儀的基本構(gòu)造由精密天平、程序控溫加熱爐和記錄儀組成；記錄儀畫出剩余固體質(zhì)量（m卜爐溫（T）曲線，即熱重（TG）曲線圖。如圖為 CaC2O4?H2O在N2和O2氣 氛中的熱重曲線。C點所得固體的化學式為 。CaC2O4?H2O的分解分三個階段，由圖可看出，第二階段在O2氣氛中的反應速率要比在N2氣氛中的快，原因是20 10 2004006001800 10001200-一一 T/C為N2氣氛為OH（氛（結(jié)合化學方程式回答）.（評判分：6分）第一步反應為CaC2O4 H2O脫水反應，N2和