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文檔簡(jiǎn)介
備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)【一輪?考點(diǎn)精講精練】復(fù)習(xí)講義
考點(diǎn)07熱重分析計(jì)算
疆本講?講義概要
知識(shí)精講熱重分析計(jì)算
選擇題:8題建議時(shí)長(zhǎng):60分鐘
課后精練
非選擇題:7題實(shí)際時(shí)長(zhǎng):________分鐘
以夯基?知識(shí)精講________________________________________________________
(1)分析方法
熱重法是在控制溫度的條件下,測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法,通過(guò)分析熱重曲線(xiàn),我們可以知
道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。金屬
化合物的熱重分析研究對(duì)象一般為各種金屬含氧酸鹽、金屬氫氧化物、金屬氧化物的熱分解過(guò)程,一般為
先失水、再分解、后氧化。
例如COC2O4-2H2O在空氣中加熱時(shí),受熱分解過(guò)程分為三個(gè)階段:
第一階段,失去結(jié)晶水生成鹽:COC2O4-2H2O^COC2O4O
第二階段,鹽受熱分解生成氧化物:COC2O4-CoO。
第三階段,低價(jià)態(tài)氧化物與空氣中的氧氣反應(yīng)生成高價(jià)態(tài)氧化物:CoO—CO2C>3(或CO3O4)。
注意:
①每個(gè)階段有可能還分為不同步驟,如第一階段中可能分步失去不同的結(jié)晶水,而不是一步失去所有
的結(jié)晶水。
②如果是變價(jià)金屬元素,則在空氣中加熱產(chǎn)物可能為多種價(jià)態(tài)的金屬氧化物。
(2)基本方法和思路
①設(shè)晶體(金屬化合物)為1mol,其質(zhì)量為
②失重一般是先失水,再失非金屬氧化物。
2J2乘
③計(jì)算每步固體剩余的質(zhì)量雙余),M晶體質(zhì)量、1。。%=固體殘留率。
④晶體中金屬質(zhì)量不再減少,仍在加(余)中。
⑤失重最后一般為金屬氧化物,由質(zhì)量守恒得加(氧元素),由〃(金屬):"(氧元素),即可求出失重后物質(zhì)
的化學(xué)式。
例如:“燃燒”NiSO/6H2O晶體時(shí)剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線(xiàn)如圖,該曲線(xiàn)中B段所表示氧化物的名稱(chēng)
為。
,質(zhì)量/g
26.3--------------
15.5---------------~------------------、
8.3----------------■!---------------------4^-
1」
280600
溫度化
解題思路:〃(NiSO46H2。)=一竺四~~-=0.1mol,含有加(m0)=0.1molx6xl8gmoL=10.8g,根據(jù)
263g?mo/
26.3g-15.5g=10.8g,恰好說(shuō)明280°C以前失去的結(jié)晶水;所以A段對(duì)應(yīng)的物質(zhì)就是0.1mol的NiSCU;溫
度到600。。固體的質(zhì)量再次下降,得到最終的鎂的氧化物;根據(jù)原子守恒,8.3g氧化物中Ni的質(zhì)量為
5.9g,那么O的質(zhì)量為2.4g即0.15mol,所以固體氧化物中〃(Ni):〃(O)=2:3,所以固體氧化物即三氧化二
銀。
(3)熱重分析曲線(xiàn)基本圖示
一般以橫坐標(biāo)為溫度,縱坐標(biāo)為固體質(zhì)量(或質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)建立平面直角坐標(biāo)。如固體物質(zhì)A受熱分解:
△一
A(s)B(s)+C(g),固體A熱分解反應(yīng)的熱重曲線(xiàn)如圖所不:
試樣初始質(zhì)量為加0,失重后試樣質(zhì)量為加1,由八升高到“過(guò)程,失重質(zhì)量為△加=絲_。二z也,失重質(zhì)
ma—m
量百分?jǐn)?shù)為一。—一1A義100%。
叫
①識(shí)圖。識(shí)圖的關(guān)鍵是三看:一看軸即橫、縱坐標(biāo)所表示的化學(xué)含義(自變量工軸和函數(shù)y軸表示的意
義),尋找X、y軸之間的關(guān)系,因?yàn)檫@是理解題意和進(jìn)行正確思維的前提;二看點(diǎn)即曲線(xiàn)中的特殊點(diǎn)(頂點(diǎn)、
始點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn));三看線(xiàn)即曲線(xiàn)的走勢(shì)(變化趨勢(shì)是上升、下降、波動(dòng)、正態(tài)、偏態(tài)等變化)。
②析圖。分析圖中為什么會(huì)出現(xiàn)這些特殊點(diǎn),曲線(xiàn)為什么有這樣的變化趨勢(shì)和走向,分析曲線(xiàn)變化的
因果關(guān)系,通過(guò)聯(lián)想,把課本內(nèi)的有關(guān)化學(xué)概念、原理、規(guī)律等與圖像曲線(xiàn)中的圖形與相關(guān)點(diǎn)建立聯(lián)系。
③用圖。將相關(guān)的化學(xué)知識(shí)與圖像曲線(xiàn)緊密結(jié)合,在頭腦中構(gòu)建新的曲線(xiàn)一知識(shí)體系,然后運(yùn)用新
的曲線(xiàn)一知識(shí)體系揭示問(wèn)題的實(shí)質(zhì),解決實(shí)際問(wèn)題。
遍提能?課后精練_________________________________________________
1.(2024?廣西北海?一模)50.70gMnSO/H2O樣品受熱分解過(guò)程的熱重曲線(xiàn)(固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn))
如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.MnSO/H?。屬于混合物B.結(jié)晶水在第一個(gè)失重臺(tái)階并未全部失去
C.第二個(gè)失重臺(tái)階得到的固體為MnO?D.第三個(gè)失重臺(tái)階得到的固體為MnO
2.(2023?吉林長(zhǎng)春?一模)摩爾鹽是分析化學(xué)中重要的基準(zhǔn)物質(zhì),其化學(xué)式可表示為(NH4)2Fe(SO4)2,6H2。。
為測(cè)定其結(jié)晶水含量并進(jìn)一步探究其在惰性氣體氛圍中的熱分解反應(yīng)過(guò)程,現(xiàn)取一定質(zhì)量的摩爾鹽晶體做
熱重分析,繪制出如圖的熱重曲線(xiàn)【已知:(NH4)2SO4分解有N2生成】:
剩余固體質(zhì)量
已知:①TG=xlOO%
原樣品質(zhì)量
②摩爾鹽在580。(2下完全分解、得到紅棕色固體
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.可用K3[Fe(CN)6](鐵氧化鉀)溶液檢驗(yàn)?zāi)桘}中的金屬陽(yáng)離子
B.x=6
C.摩爾鹽在58(FC下完全分解后的氣體產(chǎn)物是:N2、S02、S03、H20
D.摩爾鹽可作為基準(zhǔn)物質(zhì)用于標(biāo)定高銹酸鉀是因?yàn)槠湫再|(zhì)穩(wěn)定且摩爾質(zhì)量大
3.(24-25高三上?遼寧遼陽(yáng)?階段練習(xí))將26.3gNiSO「"H2。樣品在900。(2下煨燒,樣品受熱過(guò)程的熱重
曲線(xiàn)(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn))如圖所示。已知:L-N時(shí)失掉全部的結(jié)晶水。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.n=6
B.固體M的化學(xué)式為NiSC>44H2O
C.生成固體P時(shí),樣品的失重率約為71.5%
D.固體Q的化學(xué)式為NiO
4.(2024?山東濰坊高三檢測(cè))8.34g綠磯晶體(FeSO#7H2。)樣品受熱脫水過(guò)程的熱重曲線(xiàn)(樣品質(zhì)量隨溫度變
化的曲線(xiàn))如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
078159373
溫度/七
A.溫度為78。(2時(shí)固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO45H2O
B.溫度為159。(2時(shí)固體物質(zhì)N的化學(xué)式為FeSO4-2H2O
C.在隔絕空氣條件下,N得至!JP的化學(xué)方程式為FeSO4-2H2O=====FeSO4+2H2O
D.取適量380。(3時(shí)所得的樣品P,隔絕空氣加熱至650。(2得到一種固體物質(zhì)Q,同時(shí)有兩種無(wú)色氣體
生成,Q的化學(xué)式為Fe2<)3
5.(2023?蚌埠教學(xué)質(zhì)檢)采用熱重分析法測(cè)定FeS2/C復(fù)合材料中各組分的含量。FeS2/C樣品在空氣中的熱重
曲線(xiàn)如圖所示。[注:殘留率(%尸剩余固體質(zhì)量+樣品質(zhì)量xlOO%]。下列說(shuō)法中不正確的是()(雙選)
-10o
9o
8o
7o
6O
0200400600800
溫度/(
A
A.300?400。(3之間發(fā)生的主要反應(yīng)為C+O2=CO2
B.800。(2時(shí)殘留的固體是Fe3O4
C.復(fù)合材料中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.9%
D.復(fù)合材料中FeS2與C的物質(zhì)的量之比約為2:1
6.(2024?江西九江七校聯(lián)考)將5.00g膽磯(無(wú)其他雜質(zhì))置于氮?dú)鈿夥罩?,然后?duì)其進(jìn)行加熱,逐漸升高溫
度使其分解,分解過(guò)程中的熱重曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
01022586801000
溫度/七
A.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)中,氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為52.3%
B.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體物質(zhì)只有CuSO4
C.將c—d產(chǎn)生的氣體全部通入BaCb溶液中,無(wú)沉淀產(chǎn)生
D.d-e的過(guò)程中,生成的某種物質(zhì)可使帶火星的小木條復(fù)燃
7.取26.90gZnSO4-6H2。力口熱,剩余固體的質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。750。(3時(shí)所得固體的化學(xué)式為
3o
00/
喇2o
圖
S
母
畫(huà)1O
備
藏
200400600800
溫度代
A.ZnOB.ZnSO4
D.ZnSOHO
C.Zn3O(SO4)242
8.(2022?全國(guó)乙卷,11)化合物(YW4X5Z8-4W2Z)可用于電訊器材、高級(jí)玻璃的制造。W、X、Y、Z為短周
期元素,原子序數(shù)依次增加,且加和為21。YZ2分子的總電子數(shù)為奇數(shù),常溫下為氣體。該化合物的熱重
曲線(xiàn)如圖所示,在200(以下熱分解時(shí)無(wú)刺激性氣體逸出。下列敘述正確的是
00
%95
治90
禁85
蟲(chóng)
血80
75
5E味
70
蛔65
膽
60
川
川
235川78
)())06C)())())()
4〃0r
A.W、X、Y、Z的單質(zhì)常溫下均為氣體
B.最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:Y<X
C.100?200(階段熱分解失去4個(gè)W2Z
D.500。(2熱分解后生成固體化合物X2Z3
9.(2024?湖北?三模節(jié)選)II.三水合硝酸銅[Cu(NO3)2-3H2。]的熱分解實(shí)驗(yàn)。
(4)將24.2gCu(NO3)2-3H2O樣品置于瓷珀期中緩慢加熱,其熱重曲線(xiàn)(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn))如圖所示。
在工?T;C過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,繼續(xù)升溫至T;C時(shí)生成的固體產(chǎn)物為_(kāi)
(填化學(xué)式)。
10.(l)MnCC>3可用作電訊器材元件材料,還可用作瓷釉、顏料及制造錦鹽的原料。它在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化
為不同價(jià)態(tài)鎰的氧化物,其固體殘留率隨溫度的變化,如圖所示。則300°C時(shí),剩余固體中〃(Mn):〃(O)為
;圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。
嘲
嘲
膽
魅
££
及
拄
眄
國(guó)
<襄
麻M
-2004006008001000
-溫度/電
-MnCO.;的熱重曲線(xiàn)
-
-
(2)某工廠用加1kg鋁鐵礦粉(含CrzCMO%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2kg,產(chǎn)率為
11.將Ce(SO4)2-4H2O(摩爾質(zhì)量為404g-molT)在空氣中加熱,樣品的固體殘留率
固體樣品的剩余質(zhì)量
(固體樣品的起始質(zhì)量X100%)隨溫度的變化如下圖所示。
0200400600800
溫度化
當(dāng)固體殘留率為70.3%時(shí),所得固體可能為(填字母)。
A.Ce(SO4)2B.Ce2(SO4)3C.CeOSO4
12.[2019?江蘇,20(l)]CaC2O4-H2。熱分解可制備CaO,CaCzO/H2。加熱升溫過(guò)程中固體的質(zhì)量變化如圖。
剩余固體的質(zhì)量的侑
原始固體的質(zhì)量”
2^1—---------------
146---)
128--1_____
圃一二3—
146
56
146
2004006008001000
溫度化
①寫(xiě)出400-600。。范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:o
②與CaCO3熱分解制備的CaO相比,CaC2O4H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是
13.[2019?全國(guó)卷I,27(5)]采用熱重分析法測(cè)定硫酸鐵錢(qián)晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù),將樣品加熱到150。(2時(shí)失
掉1.5個(gè)結(jié)晶水,失重5.6%。硫酸
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