熱重圖像分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上熱重曲線專項(xiàng)分析熱重法是在程序控溫下， 測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度 (或時(shí)間 )的變化關(guān)系。 當(dāng)被測(cè)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(shí)，被測(cè)的物質(zhì)質(zhì)量就會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)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(cè)物質(zhì)在多少溫度時(shí)產(chǎn)生變化，并且根據(jù)失重量，可以計(jì)算失去了多少物質(zhì)，（如 CuSO4·5H 2O 中的結(jié)晶水） 。從熱重曲線上我們就可以知道 CuSO4· 5H 2O 中的 5 個(gè)結(jié)晶水是分三步脫去的。熱重法測(cè)定，試樣量要少，一般25mg。試樣皿的材質(zhì)，要求耐高溫，對(duì)試樣、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物和氣氛都是惰性的，

2、即不能有反應(yīng)活性和催化活性。通常用的試樣皿有鉑金的、陶瓷、石英、玻璃、鋁等。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(huì)損壞試樣皿，如：碳酸鈉會(huì)在高溫時(shí)與石英、陶瓷中的SiO2 反應(yīng)生成硅酸鈉，所以象碳酸鈉一類堿性樣品，測(cè)試時(shí)不要用鋁、石英、玻璃、陶瓷試樣皿。鉑金試樣皿，對(duì)有加氫或脫氫的有機(jī)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【 2011 年高考新課標(biāo)理綜卷化學(xué)試題26】0.80gCuSO 4·5H2 O 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。請(qǐng)回答下列問題：（ 1）試確定 200時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式 _ （要求寫出推斷

3、過程） ；（ 2）取 270所得樣品，于 570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(yīng)的化學(xué)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(xué) 式 為 _ ， 其 存 在 的 最 高 溫 度 是_；專心-專注-專業(yè)第 1 頁(yè) 共 9 頁(yè)（ 3）上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu 在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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?jǐn)嚢栌袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生2+-1）2=2.2 ×10-20）。成，當(dāng)溶液的 pH=8 時(shí)，

4、（c Cu ）=_mol·L （K apCu（ OH-1硫酸銅溶液中通入過量2+完全沉淀為CuS，此時(shí)溶若在 0.1mol ·LH 2S 氣體，使 Cu液中的 H +濃度是 _mol·L-1 。（變式步步高 14.）請(qǐng)仔細(xì)閱讀硫酸銅晶體(CuSO4 ·5H2O)加熱過程中依次發(fā)生的反應(yīng)：加熱高溫CuSO4·5H2O=CuSO4 5H2OCuSO4=CuO SO31 000 2SO32SO2O24CuO=2Cu2OO2現(xiàn)稱取 25.0 g 硫酸銅晶體加熱，使之均勻、緩慢地升溫至1 000 并恒溫 1 小時(shí)左右。請(qǐng)回答下列問題 (不考慮實(shí)驗(yàn)操作所帶

5、來的誤差)：(1)最終固體的質(zhì)量為_g；若維持最終的反應(yīng)條件，推測(cè)反應(yīng)結(jié)束除去水后的氣態(tài)產(chǎn)物的物質(zhì)的量范圍在 _mol 至 _mol 之間。(2) 如果甲同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)時(shí)稱得最后所得的固體質(zhì)量為7.6 g，試判斷該固體的組分是_( 寫化學(xué)式 )，其物質(zhì)的量之比是 _。(3)如果乙同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)時(shí)， 所產(chǎn)生的氣體為3.36 L( 已換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下) ，則 SO3 的轉(zhuǎn)化率為 _。2【 2000 年廣東化學(xué)29（ 11 分）】下圖是100 mg CaC 2O4·H 2O 受熱分解時(shí)，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線。試?yán)脠D中信息結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，回答下列各問題：（ 1）溫度分別為 t1

6、和 t 2 時(shí)，固體產(chǎn)物的化學(xué)式A 是：，B 是：。（ 2）由 CaC2O4· H2O 得到 A 的化學(xué)方程式為。（ 3）由 A 得到 B 的化學(xué)方程式為。4 由圖計(jì)算產(chǎn)物 C 的相對(duì)分子質(zhì)量，并推斷C 的合理的化學(xué)式。第 2 頁(yè) 共 9 頁(yè)（變式） 將固體草酸錳MnC 2O4·2H2O 放在一個(gè)可以稱出質(zhì)量的容器中加熱。固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。（ 1） 214，剩余固體的成分為（填寫化學(xué)式，下同）； 280時(shí)，剩余固體的成分為。（ 2）當(dāng)溫度超過280時(shí)，剩余固體的質(zhì)量又會(huì)增加，943完全生成另一種固體物質(zhì)，則 280 -943過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（

7、3）草酸錳受熱可生成MnO 2，MnO 2 是一種重要的無機(jī)功能材料，在硫酸錳溶液中加入NaClO 可生成MnO 2 和 Cl 2，請(qǐng)寫出向硫酸錳溶液中加入NaClO 時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。3【 2010 江蘇理綜化學(xué)18（ 12 分）】正極材料為L(zhǎng)iCoO 2 的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展。第 3 頁(yè) 共 9 頁(yè)（ 1）橄欖石型LiFePO 4 是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過 (NH 4 ) 2Fe(SO4)2、 H3 PO4 與 LiOH 溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)80真空干燥、高溫成型而制得。共沉淀反應(yīng)投料時(shí)，不將( NH 4)

8、2Fe( SO4)2 和 LiOH 溶液直接混合的原因是：。共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為。高溫成型前，常向 LiFePO 4 中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO 4 的導(dǎo)電性能外，還能。（ 2）廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有LiCoO 2 及少量 Al 、Fe 等）可通過下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰。在上述溶解過程中，S2O32被氧化成 SO42 ， LiCoO 2 在溶解過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 Co( OH)2 在空氣中加熱時(shí)，固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至 290時(shí)已完全脫水，則 1000時(shí)，剩余固體的成分為（填化學(xué)式）；在350400范圍

9、內(nèi)，剩余固體的成分為（填化學(xué)式）。（變式）8.34gFeSO4·7H 2O 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。請(qǐng)回答下列問題。（ 1）試確定78時(shí)固體物質(zhì)M 的化學(xué)式。（ 2）取適量 380時(shí)所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650，得到一種固體物質(zhì)Q，同時(shí)有兩種無色氣體生成，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。第 4 頁(yè) 共 9 頁(yè)鞏固練習(xí)1硼砂晶體（Na2B 4O7·10H2O）還可制備過硼酸鈉，它是一種優(yōu)良的漂白劑，被廣泛應(yīng)用于洗衣粉、 漂白粉、 洗滌劑中。 巳知純品過硼酸鈉晶體中各元素的物質(zhì)的量之比為n（ Na）： n（ B ）： n（H ）：n（O

10、） l： 1： n： 7。將制得的純品樣品在70以上加熱將逐步失去結(jié)晶水，測(cè)得純品質(zhì)量隨溫度的變化如下圖所示，則T3 時(shí)所得晶體的化學(xué)式為：。若反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，所得的過硼酸鈉晶體中將混有NaBO 2，則產(chǎn)品中鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)( 填“升高 ”、 “降低 ”或 “不變 ”)。2已知NH 4VO 3 在焙燒過程中150200時(shí)先失去氨；在300350再失去水。請(qǐng)?jiān)谟疫呑鶚?biāo)圖中畫出加熱234g NH 4VO 3 固體質(zhì)量的減少值 W 隨溫度（ T）變化的曲線。3PbO2 會(huì)隨溫度升高逐步分解，稱取23.9g PbO2，其受熱分解過程中各物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度的變化如右圖所示。若在某溫度下測(cè)得剩余固體的質(zhì)量為2

11、2.94g，則該溫度下PbO2分 解 所 得 固 體 產(chǎn) 物 的 組 成 為（ 寫 化 學(xué) 式 ）， 其 物 質(zhì) 的 量 之 比為。第 5 頁(yè) 共 9 頁(yè)【 2014 江蘇理綜化學(xué)18（ 12 分）】（ 3）為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取3.390g 樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO20.560L （已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。另取一定量樣品在空氣中加熱，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× 100%）隨溫度的變化如右圖所示 （樣品在 2700C 時(shí)已完全失去結(jié)晶水， 6000C 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物）。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堿式碳酸鋁鎂

12、樣品中的n(OH ): n(CO32 )（寫出計(jì)算過程）。4.【 2014 課表 2 卷 27（ 12 分）】（ 4）PbO2 在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a 點(diǎn)為樣品失第 6 頁(yè) 共 9 頁(yè)樣品起始質(zhì)量點(diǎn)固體質(zhì)量重 4.0% （ 即 a100%）的殘留固體，若a 點(diǎn)固體組成樣品起始質(zhì)量表示為 PbOx 或 mPbO2·nPbO，列式計(jì)算 x 值和 m:n 值 _。答案421（ 1） CuSO·H O5703CuSO42（2） CuSO4=CuO + SOO102·5H（ 3） Cu + 2H 2SO4(濃 ) = CuSO 4 + S

13、O2 + 2HO（4） 2.2 ×10-80.2（變式） (1)7.20.1250.175 (2)Cu2O、 CuO1 2(3)50%(1)7.20.125 0.175 (2)Cu2O、 CuO1 2(3)50%2（ 1） CaC2O4CaCO3（ 2）CaC2O4 ·H2OCaC2O4 十 H 2O乙3 CaC2O4CaCO3 CO（ 4）由圖讀得分解產(chǎn)物C 的質(zhì)量約為 38 mgC 的相對(duì)分子質(zhì)量146 38 56（或 38 100 56）由此推斷 C10068.5第 7 頁(yè) 共 9 頁(yè)的化學(xué)式是CaO（變式）（ 1） MnC 2O4； MnO（ 2） 3MnO 1/2

14、O2Mn 3O4 （ 3） MnSO4 + 2NaClO = MnO 2 + Cl 2 + Na2SO43. (12 分 ) （ 1） Fe2+在堿性條件下更易被氧化（凡合理答案均可） (NH 4)2 Fe(SO4)2+LiOH+H 3PO4= LiFePO 4 +2NH4HSO4 +H 2O與空氣中O2 反應(yīng)，防止LiFePO 4 中的 Fe2+被氧化（凡合理答案均可）（ 2） 8LiCoO 2+Na 2S2O3 +11H 2SO4=4Li 2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H 2O CoO Co2O3 Co3O4（變式）（ 1） FeSO4·4H2O（ 2分）42 3+S

15、O2 +SO3（ 2 分）（ 2） 2FeSO =Fe O鞏固練習(xí)1. NaBO 3 ?H2O升高3. Pb2O3 和 Pb3O41： 12.3.（ 3）根據(jù)二氧化碳的體積求出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)270-600失去結(jié)晶水放出二氧化碳和水，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化可以求出水的質(zhì)量，進(jìn)一步求出水的物質(zhì)的量，根據(jù)氫氧根的物質(zhì)的量與水的關(guān)系，和二氧化碳與碳酸根的物質(zhì)的量之間的關(guān)系即可求解。n（ CO 2）=0.560L/22.4L.mol -1 =2.50 ×10-2 mol m(CO 2)=2.50 ×10-2 mol×44g/mol=1.10g在 270-600之間，失去結(jié)晶水后的樣品進(jìn)一步受熱分解放出二氧化碳和水，m(CO 2)+m(H 2 O)=3.390g ×（ 0.7345-0.3702） =1.225g，第 8 頁(yè) 共 9 頁(yè)m(H 2O)=1.2