熱點強化5化學計算方法在熱重分析中的應用

W熱點精講

(1)設晶體為1moL

(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。

⑶計算每步的風剩余)，〃小胃髓)質量產。。％=固體殘留率。

(4)晶體中金屬質量不減少,仍在加(剩余)中。

(5)失重最后一般為金屬氧化物，由質量守恒得小(0),由〃(金屬)：〃(0),即可求出失重后物

質的化學式。

■一熱點專練

1.將&34gFeSCV7H2O樣品隔絕空氣加熱，升溫過程中固體的質量變化如圖。下列說法正

確的是()

。78159373633溫度/七

A.FCSO4-7H2O晶體中有4種不同結合力的水分/

B.在100℃時，M的化學式為FeSCh?6H2O

C.在200℃時，N的化學式為FeSCUSHK)

D.380℃的P加熱至650℃的化學方程式為2FeSO4=^=Fe2O3+SO2t+SO3t

答案D

解析從圖中可以看出，FeSO「7H2。晶體受熱后發生4次分解反應，通常情況下，晶體先分

多次失去結晶水，然后所得無水鹽再分解。FeSOy7H2O晶體中，水分子的結合力都是相同的，

A不正確；n(FeS04-7H20)=27^^1-1=0.03mol,則100℃時，M的摩爾質量為提器=

224gmo「，化學式為FeSChMHzO,B不正確；在200℃時，N的摩爾質量為焦!%=

III\zI

-1

170gmol,化學式為FeS04H2O,C不正確:380℃的P加熱至650°C時，產物Q中〃(Fe)：〃(O)

6m

=0.03mol：24)*一°?由0；?￡-。。=2：3,即產物為Fe2O^,所以反應的化學方程式

Iogrnol

為2FeSOi=^=Fe2O3+&O2f+SO3t,D正確c

2.將Ce(SCh)2-4H2O(摩爾質量為404g?mol一)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%)隨溫度的變化如圖所示。

02(M)中X)6()0KOO

溫度

當固體殘留率為70.3%時，所得固體可能為(填字母)。

A.Ce(S0j)2B.Ce2(SO4)3C.CeOSO4

答案B

解析404X70.3%-284,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;根據質量守恒，404X2為70.3%Q568。

3.12019?全國卷I,27(5)］采用熱重分析法測定硫酸鐵銃晶體樣品所含結晶水數，將樣品加

熱到150c時失掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵鏤晶體的化學式為。

答案NH4Fe(SO4)212H2O

解析失重5.6%是質量分數，設結晶水合物的化學式為NH4Fe(SO4)2xH2O,由題意知

1.5X18_5.6

266+18x=l00,解得不比12。

4.PbO?在加熱過程發生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點為樣品失重

I八0//日n樣品起始質量—a點固體質量

4。％(即樣品起始質量X100%)的殘留固體。若a點固體組成表示為PbO.r或

mPbChwPbO,列式計算x值和m:〃值。

1

會

育

與

-3

照

號

二

工3()()4()05(X)6(X)湍［度/t

答案根據PbO2/=PbCX+告％21，有甘432=239X4.0%,解得x=2~239^,°%

F.4,根據〃iPbO”〃PbO,有黑孑=14得*耨=本

5.在空氣中加熱10.98g草酸鉆晶體(CoC2(%2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內分別得

到一種固體物質，其質量如表。

溫度范圍/℃固體質量/g

150?2108.82

290?3204.82

890?9204.50

(1)加熱到210℃時，固體物質的化學式為<,

(2)經測定，加熱到210?310℃過程中的生成物只有C6和鉆的氧化物，此過程發生反應的

化學方程式為o

答案(l)CoC2O4(2)3COC2O4+2O2=^=CO3O4+6CO2

解析(1)/Z(COC204-2H20)=0.06mol,

Am=(1。98—8.82)g=216g=w(H2O),

故210℃時固體為CoC2O.o

(2)根據牯原子守恒可知

w(Co)=3.54g,w(O)=(4.82-3.54)g=1.28g,

〃(O)=0.08mol,//(Co):〃(O)=3:4,

可寫出化學方程式：3coe2O4+2O2=^=CO3O4+6CO2。

6.(2022?浙江模擬)CUSO4SH2O在不同溫度下失水和分解，隨著溫度升高分別生成

CuSO4-*CuO-*Cu2O-*Cu,現稱取5.000gCuSO4-5H2O在敞口容器加熱一定時間后，得到

1.520g固體，測得生成的SO2的體積為0.224L(已折算為標準狀況)，求：

(1)固體的成分及物質的量之比：o

⑵標準狀態下生成02的體積：。

答案(I)H(CUO)：n(Cu2O)=2：I

(2)0.168L

解析(1)5.000gCuSCUSHzO物質的量為0.02mol,若生成的全部是硫酸銅，則質量為3.2g,

若全部生成氧化銅，則質量為1.6g,若全部生成氧化亞銅，則質量為1.44g,而得到1.520g

固體，說明固體的成分是氧化銅和氧化亞銅的混合物，設氧化銅物質的量為xmol,氧化亞銅

物質的量為ymol,則有x+2y=0.02,80x+144y=1.52,解得x=0.01,v=0.005,則物質的量

之比n(CuO)：W(CU2O)=2：Io

(2)生成了標準狀況下0.224L二氧化硫，即物質的量為0.01mol,分析知硫、銅化合價降低，

幺八人，人?-I--”工，入6,0.01molX2+0.005molX2X1

氧化合價升而，根據得失電?子守恒得到Ch物質的量為-----------J--------------------=。0075mol,

其標準狀態下的體積為0.0075molX22.4Lmo「=0.168L。

7.PbCh受熱會隨溫度升高逐步分解。稱取23.9gPbOz,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

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,此時軻余的鉛和氧原子的個數之比是2：3,A點對應的物質是PbzCh。

同理可得出C點對應的物質是PbOo

8.MnCCh在空氣中加熱易轉化為不同價態的鋅的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖

所示,則

(1)300℃時，剩余固體中”(Mn)：n(O)=。

(2)圖中點D對應固體的成分為(填化學式)。

答案(1)1：2(2)Mn3O4和MnO

解析設MnCCh的物質的量為1mol,即質量為115go

(1)A點剩余固體質量為H5gX75.65%^87g,

減少的質量為115g-87g=28g,

可知M11CO3失去的組成為“CO”，

故剩余固體的成分為MnCh,n(Mn)：〃(O)=I:2。

(2)C點剩余固體質量為115gx61.74%p71g,

據鎰元素守恒知，〃(Mn)=55g,

則/?z(O)=71g—55g=16g,

則〃(Mn)：〃(O)=||：||=l：I,

故剩余固體的成分為MnO,

同理,B點剩余固體質量為115gx66.38%=76.337g,因m(Mn)=55g,則制0)=76.337g

一55g=21.337g,

5521337

則n(Mn)：?(0)=1j：節丁A3：4,

故剩余固體的成分為Mn?04,

因D點介于B、C之間，故D點對應固體的成分為MmO4與MnO的混合物。

9.取4.53gNH』Al(SO4)2-12H2O加熱分解，加熱過程中固體質量隨溫度的變化如圖所示。硫

酸鋁鉉晶體在633℃、975c分解生成的固體分別為、(填化學式)。

J固體質量/g

4.53-1

3卜(3(對七,2.378)

1

2p~——^B(633t：,1.71g)

1：\c(975匕0.51g)

°2004()()6008001000溫度/―

答案AI2(SO4)3AI2O3

解析NH4A1(SO4)212H2O的相對分子質量為453,NH4AKSCM2的相對分子質量為237,

Al2(SC)4)3的相對分子質量為342,ALO3的相對分子質量為102,4.53gNH4A1(SO4)2-I2H2O的

物質的量為OOImol,則NH4Al(SO4”的物質的量為0.01mol,Al2(SC>4)3的物質的量為

0.005mol,AI2O3的物