2023屆高中化學(xué)人教版二輪專題復(fù)習(xí)第59講-熱重曲線（練習(xí)）

第59講-熱重曲線分析1.【2011全國卷】0.80gCuSO4·5H2O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。請回答下列問題：(1)試確定200℃時固體物質(zhì)的化學(xué)式______________（要求寫出推斷過程）；(2)取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物。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_____________；(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?，有淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時，c（Cu2+）=________________mol·L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。若在0.1mol·L-1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，此時溶液中的H+濃度是_______mol·L-1。2.(2019·全國卷Ⅰ，27(5))硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)，將樣品加熱到150℃時失掉個結(jié)晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為。3.(2021·湖南衡陽一中模擬，節(jié)選)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。(1)300℃時，剩余固體中n(Mn)∶n(O)為。(2)圖中點D對應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。4.隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽為“合金的維生素”。經(jīng)過熱重分析測得：NH4VO3在焙燒過程中，固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示。則NH4VO3在分解過程中下列說法正確的是()A．先分解失去H2O，再分解失去NH3B．先分解失去NH3，再分解失去H2OC．同時分解失去H2O和NH3D．同時分解失去H2、N2和H2O5．在加熱固體NH4Al(SO4)2·12H2O時，固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示：已知a點物質(zhì)為NH4Al(SO4)2，b點物質(zhì)為Al2(SO4)3，下列判斷正確的是()A．0～T℃的過程變化是物理變化B．c點物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料C．a(chǎn)→b反應(yīng)中生成物只有Al2(SO4)3和NH3兩種D．Al2(SO4)3能夠凈水，可用離子方程式表示為Al3＋＋3OH－=Al(OH)36．8.34gFeSO4·7H2O(M=278g·mol-1)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)如圖所示,下列說法正確的是()A．溫度為78℃時,固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO4·5H2OB．溫度為159℃時固體N的化學(xué)式為FeSO4·2H2OC．在隔絕空氣條件下,由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4·H2OFeSO4+H2OD．取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃,得到一種固體物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成，Q的化學(xué)式為Fe3O47．將草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，300～460℃范圍內(nèi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。8．在空氣中加熱10.98g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如表。溫度范圍/℃固體質(zhì)量/g150～210290～320890～920(1)加熱到210℃時，固體物質(zhì)的化學(xué)式為_______________________________________。(2)經(jīng)測定，加熱到210～310℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。9．CoC2O4是制備鈷的氧化物的重要原料。下圖為二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)在空氣中受熱的質(zhì)量變化曲線，曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。通過計算確定C點剩余固體的化學(xué)成分為________(填化學(xué)式)。寫出B點對應(yīng)的物質(zhì)與O2在225～300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________。10.堿式碳酸鋁鎂[MgaAlb(OH)c(CO3)d·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(zhǔn)確稱取3.390g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成0.560LCO2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)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eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(固體樣品的剩余質(zhì)量,固體樣品的起始質(zhì)量)×100%))隨溫度的變化如圖所示(樣品在270℃時已完全失去結(jié)晶水，600℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH－)∶n(COeq\o\al(2－,3))＝________。第59講-熱重曲線分析答案及解析1.答案(1)CuSO4·H2OCuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O+nH2O

25018n－＝

n＝4(2)CuSO4CuO+SO3↑，CuSO4·5H2O，102℃

(3)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+H2O(4)2.2×10－8，【解析】膽礬分解規(guī)律：8.0g膽礬分解生成硫酸銅5.12g、生成氧化銅2.56g，由此確定258℃的固體是硫酸銅。(1)由圖分析可知，CuSO4·5H2O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時才會繼續(xù)分解。在200℃時失去的水的質(zhì)量為，有差量法可以計算。CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O+nH2O

25018n－0.57g＝

n＝4(2)根據(jù)分析知道270℃樣品是硫酸銅，570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，是CuO和SO3。CuO與稀硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物是硫酸銅和水，蒸發(fā)濃縮的晶體為CuSO4·5H2O。其存在的最高溫度為102℃。(3)SO3與水反應(yīng)生成硫酸，與銅加熱反應(yīng)：2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+H2O(4)根據(jù)溶度積的概念可以直接計算。pH＝8時，c(OH－)＝10－6，由c(Cu2+)·c(OH－)2＝Ksp[Cu(OH)2]可得，c(Cu2+)＝(2.2×10－20)/10－12＝2.2×10－8。在0.1mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，溶液中溶質(zhì)為硫酸，c(SO42－)不變，為0.1mol·L－1，c(H+)為0.2mol·L－1。2.【答案】NH4Fe(SO4)2·12H2O【解析】樣品加熱到150℃時失掉個結(jié)晶水，發(fā)生變化：NH4Fe(SO4)2·xH2O→NH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O＋2O。固體失重5.6%，即失去水的質(zhì)量占樣品總質(zhì)量的5.6%，列出關(guān)系式：eq\f(1.5×18,266＋18x)×100%＝5.6%，解得x＝12，故硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2·12H2O。3.【答案】（1）1∶2（2）Mn3O4與MnO【解析】MnCO3-C11571（61.74%）說明900℃時的固體是MnO設(shè)MnCO3的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為115g。(1)A點失重質(zhì)量為115g×（1-75.65%）≈28g，可知MnCO3失去的組成為“CO”，故剩余固體的成分為MnO2，n(Mn)∶n(O)為1∶2。(2)C點剩余固體的成分為MnO，同理，B點教A點失重115g×（75.65-66.38%）＝，n（O）=0.67，B點化學(xué)式MnO（），則n(Mn)∶n(O)＝eq\f(55,55)∶eq\f(21.337,16)≈3∶4，故剩余固體的成分為Mn3O4，因D點介于B、C之間，故D點對應(yīng)固體的成分為Mn3O4與MnO的混合物。4．【答案】B117100（85.47%）91（77.78%117100（85.47%）91（77.78%）確定A點是偏釩酸，失去NH3.點是五氧化二釩B點是五氧化二釩，A到B是失水的過程。所以B選項正確。5．【答案】B【解析】NH4Al(SO4)2·12H2O→NH4Al(SO4)2→12Al2(SO4)3→12Al2因為a點物質(zhì)為NH4Al(SO4)2，則0～T℃的過程變化是失去結(jié)晶水生成NH4Al(SO4)2，是化學(xué)變化，A項錯誤；b點物質(zhì)為硫酸鋁，繼續(xù)加熱分解則在c點生成氧化鋁，所以c點物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料，B項正確；a→b發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鋁銨分解生成硫酸鋁、氨氣和硫酸，C項錯誤；硫酸鋁能夠凈水，其原理是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體具有吸附性可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)，D項錯誤。6．【答案】C【解析】FeSO4·7H2O→FeSO4→12Fe2O27815280為計算簡便縱坐標(biāo)都除以0.03，縱坐標(biāo)M、N、P、Q的質(zhì)量依次為224、170、152和80。由此確定P點是硫酸亞鐵，Q點是三氧化二鐵M點質(zhì)量減少54，失去3個結(jié)晶水，故78℃時,M的化學(xué)式為FeSO4·4H2O,故A錯誤；N點對于M減少54，又失去3個結(jié)晶水，則化學(xué)式為FeSO4·H2O,故B錯誤;N點到P點質(zhì)量減少18，又失去1個結(jié)晶水，在隔絕空氣條件下由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4·H2OFeSO4+H2O，故C正確；Q的化學(xué)式為Fe2O3,故D錯誤。7．【答案】ZnC2O4eq\o(=,\s\up7(△))ZnO＋CO↑＋CO2↑【解析】ZnC2O4·2H2O→ZnC2O4→ZnCO3→ZnO189153（80.95%）12581（42.86%）由此確定A點是草酸鋅，B點是氧化鋅，則化學(xué)方程式為ZnC2O4eq\o(=,\s\up7(△))ZnO＋CO↑＋CO2↑。8.【答案】(1)CoC2O4(2)3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋6CO2【解析】CoC2O4·2H2O→CoC2O4→CoCO3→Co計算簡便所有數(shù)字0.06溫度范圍/℃固體質(zhì)量/g固體成分150～210147CoC2O4290～32080.33890～92075CoO（1）即加熱到210℃時，固體物質(zhì)是CoC2O4。（2）Co和O的個數(shù)之比為：1:80.33-5916=3:4，所以290～320℃生成固體成分是Co3O4。依據(jù)原子守恒，3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋6CO2。9．【答案】Co3O4(寫成CoO·Co2O3亦可)3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(225～300℃))Co3O4＋6CO2【解析】CoC2O4·2H2O→CoC2O4→CoCO3→Co了計算的簡便題目中各數(shù)字乘以10，則A、B點固體成分是CoC2O4，C點應(yīng)為鈷的氧化，Co的物物質(zhì)的量為1mol，CoxOy中氧的物質(zhì)的量為80.3-59所以eq\f(x,y)＝≈eq\f(3,4)，其化學(xué)式為Co3O4。-H2O-CO-H2O-CO2【解析】MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O→MgaAlb(OH)c(CO3)daMgO?b2Al2O33.390g樣品與足量的稀鹽酸充分反應(yīng)，生成CO2體積為0.560L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。n(CO2)＝e