2020届高考化学二轮复习热重分析计算课件（13张） 13页

热重分析计算 专题 二 　 大题 题 空逐空突破 ( 二 ) (1) 设晶体为 1 mol 。 (2) 失重一般是先失水，再失非金属氧化物。 高考必备 1 (4) 晶体中金属质量不减少，仍在 m 剩余中。 (5) 失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得 m (O) ，由 n ( 金属 ) ∶ n (O) ，即可求出失重后物质的化学式。 1. [2019· 全国卷 Ⅰ ， 27(5)] 采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到 150 ℃ 时失掉 1.5 个结晶水，失重 5.6% 。硫酸铁铵晶体的化学式为 __________________ 。 真题演练 2 NH 4 Fe(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 1 2 2. [2014· 新课标全国卷 Ⅱ ， 27(4)] PbO 2 在加热过程发生分解的失重曲线如图所示， 已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0%( 即 × 100%) 的残 留固体。若 a 点固体组成表示为 PbO x 或 m PbO 2 · n PbO ，列式计算 x 值和 m ∶ n 值。 1 2 1.25.35 g MnSO 4 ·H 2 O 样品受热分解过程的热重曲线 ( 样品质量随温度变化的曲线 ) 如图所示： (1)300 ℃ 时，所得固体的化学式为 _______ 。 模拟预测 3 1 2 3 MnSO 4 解析　 25.35 g MnSO 4 ·H 2 O 样品中 n (Mn) ＝ n (MnSO 4 ·H 2 O) ＝ 0.15 mol ，其中 n (H 2 O) ＝ 0.15 mol ， m (H 2 O) ＝ 2.7 g,300 ℃ 时，所得固体质量为 22.65 g ，减少的质量为 2.7 g ，则说明该段失去结晶水，此时固体为 MnSO 4 。 (2)1 150 ℃ 时，反应的化学方程式为 _________________________ 。 1 2 3 1 2 3 解析　 温度继续升高，固体 MnSO 4 受热分解生成锰的氧化物和硫的氧化物 0.15 mol, 850 ℃ 时，固体质量由 22.65 g 减少到 13.05 g ，减少的质量为 9.6 g ，则硫的氧化物的相对质量为 64 ，故为二氧化硫，则此时的固体为 MnO 2 ， 1 150 ℃ 时固体为二氧化锰分解所得，由锰元素质量守恒，则 m (Mn) ＝ n (Mn) × 55 g·mol － 1 ＝ 8.25 g ，则氧化物中 m (O) ＝ 11.45 g － 8.25 g ＝ 3.2 g ， n (O) ＝ 0.2 mol ，故 n (Mn) ∶ n (O) ＝ 0.15 ∶ 0.2 ＝ 3 ∶ 4 ， 则该氧化物为 Mn 3 O 4 ，故反应的化学方程式为 3MnO 2 Mn 3 O 4 ＋ O 2 ↑ 。 2. 为研究一水草酸钙 (CaC 2 O 4 ·H 2 O) 的热分解性质，进行如下实验：准确称取 36.50 g 样品加热，样品的固体残留率 ( × 100%) 随温度的变化如下图所示： 1 2 3 (1)300 ℃ 时残留固体的成分为 ________ ， 900 ℃ 时残留固体的成分为 ______ 。 CaC 2 O 4 CaO 1 2 3 (2) 通过计算求出 500 ℃ 时固体的成分及质量 ( 写出计算过程 ) 。 1 2 3 答案　 在 600 ℃ 时， × 100% ＝ 68.49% ， m ( 剩余 ) ＝ 36.50 g × 68.49% ≈ 25 g ，从 300 ℃ 至 600 ℃ 时，失去的总质量为 32 g － 25 g ＝ 7 g ，失去物质的摩尔质量为 ＝ 28 g·mol － 1 ,500 ℃ 时残留固体的成分为 CaC 2 O 4 和 CaCO 3 的混合物，样品中 CaC 2 O 4 ·H 2 O 的物质的量 n (CaC 2 O 4 ·H 2 O) ＝ ＝ 0.25 mol ，设混合物中 CaC 2 O 4 和 CaCO 3 的 物质的量分别为 x mol 和 y mol ，根据 500 ℃ 时固体总质量可得 128 x ＋ 100 y ＝ 36.50 g × 76.16% ，根据钙元素守恒可得 x ＋ y ＝ 0.25 ，解得 x ≈ 0.10 ， y ≈ 0.15 ， m (CaC 2 O 4 ) ＝ 0.10 mol × 128 g·mol － 1 ＝ 12.80 g ， m (CaCO 3 ) ＝ 0.15 mol × 100 g·mol － 1 ＝ 15.0 g ， 500 ℃ 时固体的成分为 12.8 g CaC 2 O 4 和 15.0 g CaCO 3 。 1 2 3 固体残留率 ( × 100%) 随 温度的变化如 右 图所示 ( 分解过程中各元素的化合价不变 ) 。 根据以上实验数据计算确定 NVCO 的化学式 ( 写出计算过程 ) 。 3. 为确定 NVCO{ 化学式可表示为 (NH 4 ) a [(VO) b (CO 3 ) c (OH) d ]·10H 2 O} 的组成，进行如下实验： ① 称取 2.130 g 样品与足量 NaOH 充分反应，生成 NH 3 0.224 L( 已换算成标准状况下 ) 。 ② 另取一定量样品在氮气氛围中加热，样品的 1 2 3 答案　 设 NVCO 的摩尔质量为 M g·mol － 1 ，由 ＝ 0.864 8 ，可得 M ≈ 1 065 ， 由 ＝ 0.467 6 可得 b ＝ 6 ；由 × a ＝ n (NH 3 ) ＝ ＝ 0.01 mol ，解得 a ＝ 5 ，由最后产物为 VO 2 ，则 VO 为＋ 2 价， 2 c ＋ d ＝ 5 × 1 ＋ 2 × 6 ＝ 17 ，由化合物的相对分子质量 18 a ＋ 67 b ＋ 60 c ＋ 17 d ＋ 180 ＝ 1 065 可知 60 c ＋ 17 d ＝ 393 ，解得 c ＝ 4 ， d ＝ 9 ，将 a ＝ 5 ， b ＝ 6 ， c ＝ 4 ， d ＝ 9 代入化学表达式，可得化学式为 (NH 4 ) 5 [(VO) 6 (CO 3 ) 4 (OH) 9 ]·10H 2 O 。 1 2 3