高考化學一輪復習講練測（三）熱重分析中的物質成分的判斷（練）（原卷版+答案解析）

專題講座（三）熱重分析中的物質成分的判斷

第一部分：高考真題感悟

1.[2021.全國甲卷，27⑷]膽磯（CuSOr5H2。）易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO（雜

質為氧化鐵及泥沙）為原料與稀硫酸反應制備膽研，并測定其結晶水的含量?；卮鹣铝袉栴}：

結晶水測定：稱量干燥生煙的質量為如，加入膽磯后總質量為初2,將生煙加熱至膽研全部變?yōu)榘咨糜?/p>

干燥器中冷至室溫后稱量，重復上述操作，最終總質量恒定為機3。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，膽研分子中結晶水的個

數(shù)為（寫表達式）o

2.[2019?全國卷I,27（5）]采用熱重分析法測定硫酸鐵銹晶體樣品所含結晶水數(shù)，將樣品加熱到150。。時失

掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵鏤晶體的化學式為o

第二部分：最新模擬精練

完卷時間：50分鐘

可能用到的相對原子質量：HlC12N14016Mgl2A127S32Ca40V51Cr52Mn55Fe65Zn65Cel40pb207

1.（10分）8.34gFeSO4-7H2O（M=278g-mol」）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（）

A.溫度為78℃時，固體物質M的化學式為FeSO4-5H2O

B.溫度為159℃時固體N的化學式為FeSO4-2H2O

C.在隔絕空氣條件下，由N得到P的化學方程式為FeSO4-H2O-FeSO4+H2O

D.取適量380°C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Fe3O4

2.（10分）將Ce（SO4）2-4H2O（摩爾質量為404g.molD在空氣中加熱，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X100%）隨溫度的變化如下圖所示。

0200W）6fMJ800

當固體殘留率為70.3%時，所得固體可能為（填字母）。

A.Ce（SC）4）2B.Ce2（SO4）3C.CeOSO4

3.（10分）PbCh受熱會隨溫度升高逐步分解。稱取23.9gPbC>2,將其加熱分解，受熱分解過程中固體質量

隨溫度的變化如圖所示。

A點與C點對應物質的化學式分別為、o

4.（10分）25.35gMnSO’H?。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:

（1）300。。時，所得固體的化學式為

（2）1150℃時，反應的化學方程式為=

5.（10分）PbCh在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a點樣品失重4.0%（即

樣品起始質量一a點固體質量

樣品起始質量入100%）的殘留固體。若a點固體組成表示為PbO*.或根PbO2-〃PbO,列式計算

值和M:"值_________

固

體

失

重

質

最

分

數(shù)

/

%300400500600溫度/七

6.（10分）堿式碳酸鋁鎂［Mg“Al從OH）C（CO3）MH2O］常用作塑料阻燃劑。為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進行如下

實驗：

①準確稱取3.390g樣品與足量稀鹽酸充分反應，生成0.560LCOM已換算成標準狀況下）。

②另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率（制器修黑篙X100%）隨溫度的變化如圖所示（樣品在

270℃時已完全失去結晶水，600℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物）。

0O

%1

、M

醐45

襟

及73.

畫37.

02

02004006008（X）

溫度/七

堿式碳酸鋁鎂的熱重曲線

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的〃（OH-）：〃（cor）=o

7.（10分）2.76gCaChWH?。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，140℃時完全脫水,

雜質受熱不分解）如圖所示。

質量/g

2.76----------------

1.68-------------------------------

I.----------：-------------

060140

溫度/℃

①試確定60℃時CaCh-xHzO中x=。

②該樣品中CaO2的質量分數(shù)為。

8.（10分）CrCh的熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，則B點時銘的

氧化物化學式為o

固

體

殘

留8Z5

率

/

%75

陽5O&

4(0060708O

溫/K

9.（10分）為確定NVCO｛化學式可表示為（NH4）J（VO）從CO3）c（OH）d][0H2O｝的組成，進行如下實驗:

①稱取2.130g樣品與足量NaOH充分反應，生成NH30.224L（已換算成標準狀況下）。

②另取一定量樣品在氮氣氛圍中加熱，樣品的固體殘留率（-北黑落黑黑X100%）隨溫度的變化如圖所

示（分解過程中各元素的化合價不變）O

溫度⑶

050100150200250300350400450

10089367

%

：(NH4)O[(V0)6(C03)C(0H)J-2H2O

*、86.48

融80

?

笈

畫

60

46.76

40

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算確定NVCO的化學式（寫出計算過程）。

10.（10分）（2023?湖南衡陽一中模擬，節(jié)選）MnCO3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。

100

送

蜩

幽

80

§1

及

巨

小

震60

02004006008001000

溫度/寬

（1）300℃時，剩余固體中n（Mn）:n（O）為。

（2）圖中點D對應固體的成分為（填化學式）。

專題講座(三)熱重分析中的物質成分的判斷

第一部分：高考真題感悟

1.[2021.全國甲卷，27(4)]膽磯(CUSO4-5H2。)易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙

燒得到的CuO(雜質為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應制備膽磯，并測定其結晶水的含

量?；卮鹣铝袉栴}：

結晶水測定：稱量干燥生煙的質量為m1，加入膽磯后總質量為加2,將生瑞加熱至膽磯全部

變?yōu)榘咨糜诟稍锲髦欣渲潦覝睾蠓Q量，重復上述操作，最終總質量恒定為〃幻。根據(jù)實

驗數(shù)據(jù)，膽研分子中結晶水的個數(shù)為(寫表達式)。

80他一g

【答案】

9機3一加1

【解析】水的質量是⑺2—利3旭，所以膽研(CUSO4RH2。)中W值的表達式為普薩：號譚=

"：1，解得片警力。

一如

2.[2019?全國卷I,27(5)]采用熱重分析法測定硫酸鐵錢晶體樣品所含結晶水數(shù)，將樣品加

熱到150。。時失掉1.5個結晶水，失重5.6%?硫酸鐵銹晶體的化學式為

【答案】NH4Fe(SO4)2-12H2O

【解析】樣品加熱到150。。時失掉1.5個結晶水，發(fā)生變化：

NH4Fe(SO4)2-xH2O^NH4Fe(SO4)2-(x-1.5)H2O+1.5H2Oo固體失重5.6%,即失去水的質量占

11Q

樣品總質量的5.6%,列出關系式：xl00%=5.6%,解得x=12,故硫酸鐵鍍晶體

266十18元

的化學式為NH4Fe(SO4)212H2Oo

第二部分：最新模擬精練

完卷時間：50分鐘

可能用到的相對原子質量：HlC12N14016Mgl2A127S32Ca40V51Cr52Mn55Fe65Zn65

Cel40pb207

1.(10分)8.34gFeSO4-7H2O(M=278g-mori)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()

A.溫度為78℃時，固體物質M的化學式為FeSO4-5H2O

B.溫度為159℃時固體N的化學式為FeSO4-2H2O

C.在隔絕空氣條件下，由N得到P的化學方程式為FeSO4H2O-FeSO4+H2O

D.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Fe3O4

【答案】C

【解析】8.34gFeSO4-7H2O樣品物質的量為0.03mol,其中m(H20)=0.03molx7xl8g-mol

"=3.78g,如晶體全部失去結晶水，固體的質量應為8.34g-3.78g=4.56g,可知在加熱到373℃

之前，晶體失去部分結晶水,加熱至635℃時,固體的質量為2.40g,應為鐵的氧化物，其中

n(Fe)=n(FeS04-7H20)=0.03mol,m(Fe)=0.03molx56g-mol1=1.68g,則固體中m(O)=2.40

g-1.68g=0.72g,n(O)=0.045mol,貝n(Fe):n(0)=0.03mol：0.045mol=2:3,則固體物質Q的

化學式為Fe203o溫度為78℃時，固體質量為6.72g,其中m(FeS04)=0.03molxl52g.mol

」=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(HzO)=0.12mol,則n(H2。):n(FeSO4)=0.12mol:

0.03mol=4：1,則化學式為FeSO44H2。,故78℃時,M的化學式為FeSCUdH?。,故A錯誤;溫

度為159℃時，固體質量為5.10g,其中m(FeS04)=0.03molxl52g.mol'M.56g,m(H2O)=5.10

g-4.56g=0.54g,n(H20)=0.03mol,貝Un(H2O):n(FeS04)=0.03mol：0.03mol=l：1,貝U化學式為

FeSO’HzO,故B錯誤;N的化學式為FeSO4H2O,P化學式為FeSCU,在隔絕空氣條件下由N得

到P的化學方程式為FeSO#H2OFeSO4+H2O,故C正確油上述分析可知,P化學式為FeSO4,Q

的化學式為FezCh,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、SO3的

x+y=0.03

物質的量分別為Xmol、ymol,則，，解得x=y=0.015,所以

64x+80y=4.56-o2.4

方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2t+SO3T,Q的化學式為FezCh,故D錯誤。

2.(10分)WCe(SO4)2-4H2O(摩爾質量為404gmoL)在空氣中加熱，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X100%)隨溫度的變化如下圖所示。

100

0200400COU800

漢度/t"

當固體殘留率為70.3%時，所得固體可能為（填字母）。

A.Ce（SO4）2B.Ce2（SO4）3C.CeOSO4

【答案】B

【解析】404X70.3%R284,A的相對分子質量為332,B的相對分子質量為568,C的相對分

子質量為252；根據(jù)質量守恒808乂70.3%468,應選B。

3.（10分）PbCh受熱會隨溫度升高逐步分解。稱取23.9gPbCh，將其加熱分解，受熱分解

過程中固體質量隨溫度的變化如圖所示。

A點與C點對應物質的化學式分別為、o

【答案】Pb2O3PbO

【解析】二氧化鉛是0.1mol,其中氧原子是0.2mol。A點，固體減少0.8g,則剩余氧原子

的物質的量是0.15mol,此時剩余的鉛和氧原子的個數(shù)之比是2：3,A點對應的物質是

Pb2O3o同理可得出C點對應物質是PbOo

4.（10分）25.35gMnSCUMzO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：

(1)300℃時，所得固體的化學式為。

(2)1150℃時，反應的化學方程式為o

【答案】⑴MnSO4

1150P

(2)3MnC)2M113O4+O2T

【解析】(1)25.35gMnSO4H2O樣品中n(Mn)=n(MnSO4H2O)=0.15mol，其中n(H2O)=0.15

mol,m(H2O)=2.7g,300℃時，所得固體質量為22.65g,減少的質量為2.7g,則說明該段失去結

晶水，此時固體為MnSC)4。

(2)溫度繼續(xù)升高，固體MnSCU受熱分解生成銃的氧化物和硫的氧化物0.15mol,

850℃時，固體質量由22.65g減少到13.05g,減少的質量為9.6g,則硫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MnO2,l150℃時固體為二氧化錦分解所得，由鎰元素

質量守恒，則m(Mn)=n(Mn)x55g-mol'=8.25g,則氧化物中m(0)=11.45g-8.25g=3.2

g,n(O)=0.2mol,故n(Mn)：n(O)=0.15:0.2=3:4,則該氧化物為M113O4,故反應的化學方程式

1150r

為3MnC)2M113O4+O2T0

5.(10分)PbCh在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a點樣品失重

樣品起始質量一a點固體質量

4.0%（即樣品起始質量%100%)的殘留固體。若a點固體組成表示為PbOx或

mPbOs-nPbO,列式計算尤值和m〃值_________

固

體

失

重

質

量

分

數(shù)

/

%

【答案】1.4,2：3

2—x2—JC

【解析】根據(jù)PbO2&PbOx+亍ChN注PbCh相對分子質量為239),由下一x32=239x4.0%,

/曰239x4.0%2m-\~nm0.42

可x=2-77^1.4,根據(jù)wPbO^'HPbO?彳7導=1.4,-=-o"°

lom+nnU.o5

6.(10分)堿式碳酸鋁鎂［Mg”Ak(OH)c(CO3)/xH2O］常用作塑料阻燃劑。為確定堿式碳酸鋁鎂的

組成，進行如下實驗：

①準確稱取3.390g樣品與足量稀鹽酸充分反應，生成0.560LCC?2(已換算成標準狀況下)。

②另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率。器黑鬻黑X100%)隨溫度的變化

如圖所示(樣品在270。。時已完全失去結晶水，600℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。

興100

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及

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2

37.0

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/七

溫度

曲線

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酸鋁鎂

堿式碳

OF)=

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T)

的"(OH

樣品中

鋁鎂

碳酸

堿式

計算

數(shù)據(jù)

上實驗

根據(jù)以

5

】3:

【答案

求得

,無法

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CChW

OHM

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示為

只表

題中

定，

不確

學式

的化

鋁鎂

碳酸

】堿式

【解析

品

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3.390

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為1m

樣品

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妨暫

象，不

究對

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樣品

90g

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。試

質量

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狀況)

(標準

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為0.5

體積

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量的

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2

晶

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水，

結