高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微專題4熱重曲線分析及其應(yīng)用學(xué)案

微專題4熱重曲線分析及其應(yīng)用熱重曲線分析的思維步驟1．解題思路(1)設(shè)晶體的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為m。(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。(3)計(jì)算每步固體剩余的質(zhì)量(m余)樣品的固體殘留率＝eq\f(固體樣品的剩余質(zhì)量,固體樣品的起始質(zhì)量)×100%。(4)晶體中金屬元素質(zhì)量不會(huì)減少，仍在m余中。(5)失重最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量守恒可得m氧，由n金屬∶n氧，即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。2．實(shí)例分析CaC2O4·H2O在氮?dú)夥諊械臒嶂厍€示意圖：【練真題】1．(2023·新高考全國(guó)乙卷)在N2氣氛中，F(xiàn)eSO4·7H2O的脫水熱分解過(guò)程如下圖所示：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知x＝________，y＝________。解析：由題圖可知，F(xiàn)eSO4·7H2O→FeSO4即7個(gè)結(jié)晶水完全失去時(shí)失重比為45.3%，失重比為19.4%時(shí)，失去的結(jié)晶水?dāng)?shù)目為eq\f(19.4%×7,45.3%)≈3，故x＝7－3＝4，同理可推出y＝7－eq\f(38.8%×7,45.3%)≈1。答案：412．(2023·新高考遼寧卷)我國(guó)古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過(guò)程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個(gè)吸熱峰，此時(shí)分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化學(xué)式)。解析：由題圖可知，起始時(shí)有2.5mgCuSO4·5H2O，其物質(zhì)的量是0.01mmol，所含結(jié)晶水的質(zhì)量為0.9mg，因此固體質(zhì)量剩余1.6mg時(shí)所得固體為CuSO4；加熱過(guò)程中Cu元素的質(zhì)量不變，因此固體質(zhì)量剩余0.8mg時(shí)所得固體是CuO；結(jié)合題圖DSC曲線有兩個(gè)吸熱峰可知，700℃發(fā)生的反應(yīng)為CuSO4→CuO＋SO3、SO3→SO2＋O2，即生成的氧化物除SO2外，還有CuO、SO3。答案：SO3CuO【練模擬】3．(2024·廣州高三階段訓(xùn)練)過(guò)硼酸鈉晶體(NaBO3·4H2O)也可用作無(wú)毒漂白劑，加熱至70℃以上會(huì)逐步失去結(jié)晶水。實(shí)驗(yàn)測(cè)得過(guò)硼酸鈉晶體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，則T2～T3℃所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________。解析：30.8gNaBO3·4H2O的物質(zhì)的量為eq\f(30.8g,154g/mol)＝0.2mol，0～T2℃，失去結(jié)晶水的質(zhì)量為30.8g－27.2g＝3.6g，物質(zhì)的量為0.2mol，所得晶體為NaBO3·3H2O，T2～T3℃失去結(jié)晶水的質(zhì)量為27.2g－20.0g＝7.2g，物質(zhì)的量為0.4mol，所得晶體為NaBO3·H2O，所以T2～T3℃所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBO3·3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NaBO3·H2O＋2H2O。答案：NaBO3·3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NaBO3·H2O＋2H2O4．實(shí)驗(yàn)測(cè)得25.0gCuSO4·5H2O受熱分解過(guò)程中的熱重曲線如下圖所示。(1)172℃時(shí)，剩余固體的化學(xué)式為_______________________________________________________。(2)由膽礬分解制備CuO時(shí)，控制的合適溫度范圍為__________。解析：(1)25.0gCuSO4·5H2O的物質(zhì)的量為0.1mol，若結(jié)晶水全部失去，則剩余固體為0.1molCuSO4，質(zhì)量為16.0g。由題圖可知，172℃時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為17.8g＞16.0g，因此該溫度下剩余固體為CuSO4的結(jié)晶水合物，由關(guān)系式CuSO4·5H2O～CuSO4·xH2O，列式得eq\f(160＋18x,250)＝eq\f(17.8,25.0)，解得x＝1，故剩余固體的化學(xué)式為CuSO4·H2O。(2)由C