2021屆高考化學二輪復習熱重曲線專題

1、熱重曲線分析1.25.35 g MnS0rH2樣品受熱分解過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如下圖所示:質量/g2535 22.6513.0511.450 280850 150溫度支(1)300 時，所得固體的化學式為(2)1 150 時，反應的化學方程式為 o【解析】(1)25. 35 g MnS04 H20 t n(Mn) =n(MnS04 H20) =0. 15 mol ,其中n(H20)=0.15 mol ,m(H20)=2.7 g, 300 時，所得固體質量為 22. 65 g,減少的質量為2.7 g,則說明該段失去結晶水，此時固體為MnS04o溫度繼續(xù)升高，固體MnSO,受

2、熱分解生成鎰的氧化物和硫的氧化物0.15 mol , 850 °C時，固體質量由22.65 g減少到13.05 g,減少的質量為9.6 g,則琉的氧 化物的相對分子質量為64,故為二氧化硫，則此時的固體為Mn。2, 1 150 時固體 為二氧化鎰分解所得，由鎰元素質量守恒，則m(Mn) =n (Mn) X55 g - mol -1=8. 25 g, 貝4 氧化物中 m(0)=11.45 g-8. 25 g=3. 2 g, n (0) =0. 2 mol，故 n (Mn) : n(0) =0. 15 ： 0. 2=3 ： 4,則該氧化物為Mn304,故反應的化學方程式為3MnO2 1

3、150T。答案：(1)MnS04(2) 3MnO2J 150 r-Mn304+02 T 2.為研究一水草酸鈣(CaCD - H：0)的熱分解性質，進行如下實驗:準確稱取36. 50 g樣品加熱,樣品的固體殘留率（"固體樣品的剩余質量 固體樣品的起始質量X 100%）隨溫度的變化如下圖所示。岑后做稷及回(1)300 時殘留固體的成分為,900 時殘留固體的成分為O(2)通過計算求出500 時固體的成分及質量(寫出計算過程)。解析】(1) n (CaC204 H20)=叱義=0. 25 mol，含有 m(H20) =0. 25 mol X 146 g mor118 g mo I -1=4

4、. 50 g,在 300 時,一一義 100% =87. 67%, m (剩余)=36. 50 gX 一(起始)87.67%仁32 g,減少的質量為36.50 g-32 g=4. 50 g,故此時失去全部的結晶水,殘留固體為 CaCz()4；在 900 時,4X100%=38.36%, m(剩余)=36. 50 gX m (起始)38. 36%心 14 g,其中 Ca 的質量沒有損失，含 m(Ca)=0. 25 mol X40g *mol -1=10 g,另外還含有 m(0)=14 g-10 g=4 g, n(0) =-=0. 25 mol，則 n(Ca)：16 q mol-1n (0) =1

5、 : 1,化學式為 CaOo771 (乘 I )在 600 匕時,100%=68.4996,m(剩余)=36. 50 gX68.49%25 g,從 m起始)300 至600 °C時，失去的總質量為32 g-25 g=7 g,失去物質的摩爾質量為7 g 4-0. 25 mol =28 g mo I-1,500 時殘留固體的成分為CaC2。,和CaCO3的混合物，樣品中CaC204M0的物質的量n(CaC204H20)=氾史_=0. 25 mol ,設混合 146 g , rnor1物中CaCzCh和CaCOj的物質的量分別為x mol和y mol ,根據500 °C時固體總質

6、 量可得128x+100y=36. 50 gX76.16%,根據鈣元素守恒可得x+y=0. 25,解得 x0. 10, y0. 15,m(CaC204)=0. 10 mol X128 g-mol -12. 80 g,m(CaC03) = 0. 15 mol X100 g mol -,=15. 0 g, 500 匕時固體的成分為 12.8 g CaC204 15. 0 g C3CO30 答案：(1)CaC2()4 CaO(2)在 600 °C 時,100%=68.49%, m (剩余)=36. 50 gX68.49%25 g,從 TH起始)300 至600 °C時，失去的總質

7、量為32 g-25 g=7 g,失去物質的摩爾質量為7 g 4-0. 25 mol =28 g mo I-1,500 時殘留固體的成分為CaC?。和CaCCh的混合物，樣品中CaCzO,H20的物質的量n (CaC2040)二一吃史衛(wèi)_=0. 25 mo I ,設混合 146 g , mor1物中CaCzO和CaCOj的物質的量分別為x mol和y mol ,根據500七時固體總質 量可得128x+100y=36. 50 gX76.16%,根據鈣元素守恒可得x+y=0. 25,解得 Z 0. 10, y0. 15,m(CaC204)=0. 10 mol X128 g mol -12.80 g,

8、 m(CaC03) =0. 15 mol X100 g mol t=15. 0 g, 500 時固體的成分為 12.8 g CaC20415. 0 g CaC03o3.草酸亞鐵晶體(FeCO - 2H9)是一種淺黃色固體,難溶于水,受熱易分解,是生 產鋰電池的原材料，某化學興趣小組設計實驗驗證草酸亞鐵晶體熱分解的氣體 產物,并用熱重法(TG)確定其分解后所得固體產物的組成,探究過程如下：一熱分解裝置一 A無水硫酸銅4-T酸氧化銅澄清石灰水【查閱資料】如圖2a.草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產物是H：0, CO, C02b.白色的無水CuSOi遇水蒸氣會變成藍色【實驗設計】(1)從環(huán)保角度考慮，該套實

9、驗裝置的明顯缺陷是_，可選擇圖2實驗裝置中的(選填“甲”或“乙”)作為虛線中的“熱 分解裝置”?！締栴}討論】(3)D中濃硫酸的作用是吸水,實驗過程中觀察到B中白色無水CuSOi變成藍色,C 中澄清石灰水變渾濁,E 中_(填實驗現象)，則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產物是H：0, CO, C02o(4)該興趣小組進行上述實驗時,先點燃熱分解裝置中的酒精燈,一段時間后再點燃E處的酒精燈,原因是(5)若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產物中 有CO,則需在C和D裝置之間增加盛有(填物質的名稱) 的洗氣瓶。【數據分析】(6)稱取3. 60 g草酸亞鐵晶體(FeC。- 2H:

10、0,相對分子質量是180)用熱重法對其 進行熱分解，得到剩余固體的質量隨溫度變化的曲線如圖3所示,請分析圖3回 答下列問題：過程發(fā)生反應的化學方程式為300 時剩余固體只有一種且是鐵的氧化物,試通過計算確定該氧化物的化學式 O【解析】(1)從環(huán)保角度考慮，該套實驗裝置的明顯缺陷是沒有處理尾氣。(2) “熱分解裝置”應該選擇乙裝置。實險過程中觀察到B中白色無水CuSCh變成藍色,C中澄清石灰水變渾濁，E中 黑色粉末變紅色，則可證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產物是比0, CO, C02O 進行上述實驗時，先點燃熱分解裝置中的酒精燈，一段時間后再點燃E處的酒 精燈,原因是把裝置中的空氣排盡，避免一氧化

11、碳加熱發(fā)生爆炸。若通過F裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體產物中 有CO,應該把分解生成的二氧化碳除盡，只要在C和D裝置之間增加盛有濃氫氧 化鈉溶液的洗氣瓶即可。(6)通過剩余固體的質量可知，過程I發(fā)生的反應是草酸亞鐵晶體受熱失去結 晶水，反應的化學方程式為FeC2042H20FeC204+2H20o草酸亞鐵晶體中的鐵元素質量為3.6 gX匹1.12 g,草酸亞鐵晶體中的鐵元 180素完全轉化到氧化物中，氧化物中氧元素的質量為1.60 g-1.12 g=0. 48 g,鐵元 素和氧元素的質量比為1.12 g ： 0. 48 g=7 ： 3,設鐵的氧化物的化學式為FeQy, 則

12、有56x ： 16y=7 ： 3, x ： y=2 ： 3,鐵的氧化物的化學式為Fe203o答案：(1)沒有處理尾氣(2)乙(3)黑色粉末變紅色(4)把裝置中的空氣排盡，避免一氧化碳加熱發(fā)生爆炸濃氫氧化鈉溶液(6)FeCzCh 2H20FeC204+2H20 FezCh4. （2020 鄭州模擬）經過熱重分析測得:NHNOs在焙燒過程中，固體質量的減少值（縱坐標）隨溫度變化的曲線如圖所示。則XHN03在分解過程中說法正確的是及回轂睡A.先分解失去H：0,再分解失去XH3B.先分解失去NH3,再分解失去壓0C.同時分解失去壓0和NH3D.同時分解失去去、N?和【解析】選B。根據NHWO3在焙燒變

13、化的圖象可知：2NH4VV205+2NH3 T +H20234 g34 g 18 g210時，固體質量減少值為1-85.47%=14. 53%, 3800c時，根據質量減少值為85. 47%-77. 78%=7. 69%,根據方程式知，生成水時固體質量減少分數小于生成氮 氣時，所以210時減少的是氯氣，380時減少的是水，則該反應過程中先失去 氮氣后失去水，故選B。5. 8. 34 g FeSO5 - 7H：0（M=278 g-mol為樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質 量隨溫度變化的曲線）如圖所示,下列說法正確的是（）質量/gFeSO4.7H2O 8346.72 5.10 4.562.400

14、 78 159373635 溫度汽A.溫度為78 時，固體物質M的化學式為FeSO. - 5HqB.溫度為159 時固體N的化學式為FeSO4 - 2H20C.在隔絕空氣條件下，由N得到P的化學方程式為FeSO, H20FeSO4+H2OD.取適量380 時所得的樣品P,隔絕空氣加熱至650 °C,得到一種固體物質Q,同時有兩種無色氣體生成,Q的化學式為FeQi【解析】選C。8. 34 g FeSO7%0樣品物質的量為0.03 mol,其中四仇0)二0.03 mol X7X18 g - mol -1=3. 78 g,如晶體全部失去結晶水，固體的質量應為8. 34 g-3. 78 g=

15、4. 56 g,可知在加熱到373 之前，晶體失去部分結晶水，加熱至635 °C時，固體的質量為量40 g,應為鐵的氧化物，其中n(Fe)=n(FeS047H20) ;0. 03 mol ,m(Fe)=0. 03 mo I X56 g mo I =1.68 g,則固體中 m (0) =2. 40 g-1.68 g=0. 72 g, n(0) =0. 045 mol ,則 n(Fe) ： n(0) =0. 03 mol ： 0. 045 mol =2 ： 3,則固體物質Q的化學式為Fe203o溫度為78 °C時，固體質量為6. 72 g,其中m(FeS04) =0. 03 m

16、ol X152 g mol -1=4. 56 g, m(H20) =6. 72 g-4. 56 g=2. 16 g,n (H20) =0.12 mo I , SU n (H20) ： n (FeS04) =0.12 mo I ： 0.03 mol =4：1,則化學式為FeS04 4H20,故78 時，M的化學式為FeS044H20,故A錯誤；溫度為159 時，固體質量為 5. 10 g,其中 m (FeSO。=0. 03 mol X152 g mo I -,=4. 56 g,m(H20)=5. 10 g-4. 56 g=0. 54 g, n(H20) =0. 03 mol，則門(&()

17、 ： n(FeSO4)=0.03 mol ： 0. 03 mo 1=1 ： 1,則化學式為FeSO4H20,故B錯誤；N的化學式為 FeS04 - H20, P化學式為FeS04,在隔絕空氣條件下由N得到P的化學方程式為 FeS04 +l20-FeS04+H20,故C正確；由上述分析可知，P化學式為FeS04, Q的化學式 為Fe?03,鐵的化合價升高，必有硫的化合價降低，即有二氧化硫生成，設SO2、S03的物質的量分別為x mol >y mol,則x + y = 0. 03今解得x=y=0.015,64x + 80y = 4. 56-2. 4所以方程式為2FeS0：%Fe203+S02

18、T+S03T,Q的化學式為Fe203,故D錯誤6 .硫酸鐵鉉NHFe(S03 -如©是一種重要鐵鹽。為充分利用資源,變廢為寶,在 實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銹。采用熱重分析法測定制得的硫酸鐵 錢晶體樣品所含結晶水數,將樣品加熱到150 時失掉1. 5個結晶水,失重5. 6%o 硫酸鐵鍍晶體的化學式為 o【解析】失重5.6%是質量分數，設結晶水合物的化學式為NH4Fe(S04)2 aH20,由妙方乙15X18 564c題意知=,解得x12oZ66+18X 100答案:NH4Fe (S04) 2 12H200200400600800 1 000溫度/七凰恒后及陋起幽7 .CaO可

19、在較高溫度下捕集CO2,在更高溫度下將捕集的CO二釋放利用。CaCO-H20 熱分解可制備CaO, CaC。H20加熱升溫過程中固體的質量變化見下圖。媽2寫出400600 范圍內分解反應的化學方程式：【解析】令CaC204H20的物質的量為1 mol ,即質量為146 g,根據圖象，前一階 段剩余固體質量為128,原固體質量為146 g,相差18 g,說明此階段失去結晶水, 第二階段從剩余固體質量與前一階段剩余固體質量相對比，少了 28 g,相差1個CO,因此400600匕范圍內，分解反應方程式為CaC204 0060° CaCOs+COT o 答案：CaC204 40060

20、6; r CaC03+C0 T8 . (2020 濰坊模擬)MnCOs在空氣中加熱易轉化為不同價態(tài)的鎰的氧化物,其固 體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則008060 0溫度/y(1)300 時，剩余固體中(Mn)：刀(0)為 o(2)圖中D點對應固體的成分為(填化學式)o【解析】設MnC03的物質的量為1 mol,即質量為115 g。(1) A點剩余固體質量為115 gX75. 65%87 g,減少的質量為115 g-87 g=28 g,可知MnC(h失去的組成為“CO”，故剩余固體的成分為Mn02o(2)C點剩余固體質量為115 gX61.74%71 g,據鎰元素守恒知m(Mn)二55 g,則

21、勿(0)=71 g-55 g=16 g,則"(Mn) ： MO)二匹：=1 ： 1,故剩余固體的成分為 MnO, 55 16同理,B點剩余固體質量為115 gX66. 38%=76. 337 g,因勿(Mn)二55 g,則55 21 337力(0)=76. 337 g-55 g=21.337 g,則朋(Mn) ： r?(0)= ： =3 ： 4,故剩余固體5516的成分為Mn304,因D點介于B、C之間，故D點對應固體的成分為MrhO與MnO的 混合物。答案：1 ： 2 (2)M%()4和 MnO9.過氧化鈣是一種新型的多功能無機化工產品,常溫下是無色或淡黃色粉末，易溶于酸,難溶于水、乙醇等溶劑。某實驗小組在實驗室用鈣鹽制取CaO： - 8H：0沉 淀(該反應是一個放熱反