高中化學(xué)：專題7.2 熱重曲線的相關(guān)問題

專題7.2熱重曲線的相關(guān)問題

【考情分析】

近年來“熱重曲線''類試題均以試樣熱重實(shí)驗(yàn)曲線為依據(jù)編制。試題以試樣質(zhì)量（剩余固體質(zhì)量占原試樣

質(zhì)量的百分比）隨溫度變化的曲線為載體，以圖像和文字組合的形式呈現(xiàn)，考查內(nèi)容以書寫方程式、判斷某

溫度時(shí)物質(zhì)組成為重點(diǎn)，考查方式以填空、計(jì)算等形式較為常見，綜合考查學(xué)生獲取信息的能力、處理據(jù)

的能力和元素守恒的化學(xué)思想等，促使學(xué)生對(duì)中學(xué)化學(xué)知識(shí)內(nèi)涵的再次理解和體會(huì)，題型旨在考查學(xué)生“接

受、吸收、整合化學(xué)信息的能力”從而培養(yǎng)學(xué)生分析、變形、轉(zhuǎn)換的能力。

【核心知識(shí)梳理】

1.測定固體物質(zhì)組成的熱重法

只要物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成。熱重法是在控制溫度的條件下

測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的

組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。

2.熱重曲線模型

由熱重分析記錄的質(zhì)量變化對(duì)溫度的關(guān)系曲線稱熱重曲線，曲線的橫軸為溫度，縱軸為質(zhì)量。如固

體物質(zhì)A熱分解反應(yīng):A（固體）」一＞B（固體）+C（氣體）的典型熱重曲線如圖所示。圖中T,為固體A開始分

解的溫度,T2為質(zhì)量變化達(dá)到最大值時(shí)的終止溫度。若試樣初始質(zhì)量為Wo,失重后試樣質(zhì)量為W1,則失

(w°-wj

重百分?jǐn)?shù)為xlOO%o

W。

3.熱重曲線的分析法的思考路徑

坐標(biāo)曲線體解題時(shí)可以拆分為識(shí)圖、析圖、用圖三個(gè)步驟。其中識(shí)圖是基礎(chǔ)，析圖是關(guān)鍵，用圖是目的。

（1）識(shí)圖

識(shí)圖的關(guān)鍵是三看：一看軸即橫、縱坐標(biāo)所表示的化學(xué)含義（自變量X軸和函數(shù)Y軸表示的意義），

尋找X、Y軸之間的關(guān)系，因?yàn)檫@是理解題意和進(jìn)行正確思維的前提；二看點(diǎn)即曲線中的特殊點(diǎn)（頂

點(diǎn)、始點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)）；三看線即曲線的走勢（變化趨勢是上升、下降、波動(dòng)、正態(tài)、偏

態(tài)等變化）。

⑵析圖

分析圖中為什么會(huì)出現(xiàn)這些特殊點(diǎn)，曲線為什么有這樣的變化趨勢和走向，分析曲線變化的因果關(guān)系;

通過聯(lián)想，把課本內(nèi)的有關(guān)化學(xué)概念、原理、規(guī)律等與圖像曲線中的圖形與相關(guān)點(diǎn)建立聯(lián)系。

(3)用圖

將相關(guān)的化學(xué)知識(shí)與圖像曲線緊密結(jié)合，在頭腦中構(gòu)建新的曲線——知識(shí)體系，然后運(yùn)用新的曲線一

知識(shí)體系揭示問題的實(shí)質(zhì)，解決實(shí)際問題。

4.熱重分析的一般方法和規(guī)律

(1)設(shè)晶體為1mol。

(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。

(3)計(jì)算每步的剩余固體質(zhì)量，m(2；優(yōu);貢量)xl00%=固體殘留率。

(4)晶體中金屬質(zhì)量不減少，仍在皿剩余)中。

(5)失重最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量守恒得，"(O),由〃(金屬)："(O)即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。

5.熱重分析試題類型

類型1熱重分析及計(jì)算

【例1】(2019?全國卷I,27(5))硫酸鐵鉞［NH4Fe(SO4)2-xH2O］是一種重要鐵鹽。采用熱重分析法測定硫酸

鐵核晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)，將樣品加熱到150℃時(shí)失掉1.5個(gè)結(jié)晶水，失重5.6%。硫酸鐵鏤晶體的

化_學(xué)式為o

【解題突破】

第一步根據(jù)題給信息，確定硫酸鐵錠發(fā)生的變化：NH4Fe(SO4)2xH2O->NH4Fe(SO4)2(x-1.5)H2O

第二步理解樣品失重5.6%的含義，列出含x的代數(shù)式，求出x的值，確定硫酸鐵錠的化學(xué)式

解析樣品加熱到150℃時(shí)失掉1.5個(gè)結(jié)晶水，發(fā)生變化：NH4Fe(SO4)2-xH2O^NH4Fe(SO4)2-(x-

i12

O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：

1.5)H20+1.5H2026*67十,lox

XI00%=5.6%,解得x=12,故硫酸鐵鍍晶體的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2,12H2。。

【方法指導(dǎo)】

“兩步法”突破熱重分析及計(jì)算題

突破技法

第一步閱讀題給信息，找出物質(zhì)之間發(fā)生的變化，一般結(jié)晶水合物先失結(jié)晶水，后發(fā)生分

讀題，找變化解，碳酸鹽產(chǎn)生CO2,硫酸鹽產(chǎn)生SO2或SO3,氫氧化物產(chǎn)生H2O

第二步

根據(jù)固體質(zhì)量變化，列出定量關(guān)系式，求出未知數(shù)，確定剩余固體的化學(xué)式

列式，求未知

類型2熱重曲線及計(jì)算

熱重曲線是指在熱分析過程中通過熱天平而得到的試樣在加熱過程中質(zhì)量隨溫度變化的曲線，一般與

差熱曲線結(jié)合使用，通過熱重曲線的分析計(jì)算，可以了解樣品在某一溫度下的反應(yīng)程度及相應(yīng)的物質(zhì)

含量等信息。熱重曲線分析要抓住“三點(diǎn)”——起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，根據(jù)質(zhì)量(或失重質(zhì)量分?jǐn)?shù))等隨溫度

的變化，確定定量關(guān)系，列式計(jì)算，確定剩余固體的成分。

[例2](2021?湖南衡陽一中模擬，節(jié)選)MnCCh在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的鎬的氧化物，其固體

殘留率隨溫度的變化如圖所示。

唱aI

眠

魅

及

SI1g及

近

度

6孌

耳

震

(1)300℃時(shí)，剩余固體中”(Mn)：“(0)為。

(2)圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。

【解題突破】

①圖中，A、B、C點(diǎn)固體殘留率分別為75.65%、66.38%、61.74%。

第一步

②圖中D點(diǎn)介于B、C之間

以1molMnCCh(質(zhì)量為115g)為基礎(chǔ)，根據(jù)固體殘留率分別求出A、B、C三點(diǎn)殘

第二步留固體的質(zhì)量，依據(jù)加(Mn)及"(Mn)不變，確定〃(Mn)：〃(0)的值，繼而確定剩

余固體的成分

解析設(shè)MnCCh的物質(zhì)的量為1mol,即質(zhì)量為115g。

(1)A點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115gx75.65%=87g,減少的質(zhì)量為115g-87g=28g,可知M11CO3失去的組

成為“CO”，故剩余固體的成分為MnO2,〃(Mn)：〃(O)為1：2.

(2)C點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115gx61.74%31g,據(jù)鎰元素守恒知皿Mn)=55g,則皿0)=71g—55g=16g,

則〃(Mn):〃(0)=||：||=1：1,故剩余固體的成分為MnO,同理，B點(diǎn)剩余固體質(zhì)量為115

gx66.38%=76.337g,因皿Mn)=55g,則"(0)=76.337g-55g=21.337g,則雙Mn)：〃(0)=||:

21337

節(jié)冷x3:4,故剩余固體的成分為Mn3O4,因D點(diǎn)介于B、C之間，故D點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體的成分為

MgS與MnO的混合物。

【方法指導(dǎo)】

“兩步法”突破熱重曲線分析及計(jì)算題

明確物質(zhì)的組成及類別，結(jié)合物質(zhì)的性

第一步

質(zhì)及變化，分析熱重曲線，確定物質(zhì)實(shí)

分析曲線際發(fā)生的變化及固體質(zhì)量變化的原因

結(jié)合固體質(zhì)量變化（或固體殘留率變化

第二步

等），列出定量關(guān)系式，求出未知數(shù)，確

列式求解定剩余固體的化學(xué)組成

【精準(zhǔn)訓(xùn)練1]

1.隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬鈕及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。經(jīng)過熱

重分析測得：NH4V03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NH4VCh

在分解過程中下列說法正確的是（）

90

20040060077七

NH4VO3的熱重曲線

A.先分解失去H2O,再分解失去NH3

B.先分解失去NH3,再分解失去H2O

C.同時(shí)分解失去HzO和NH3

D.同時(shí)分解失去H2、N2和H2O

2.在加熱固體NH4A1（SO4）212H2O時(shí)，固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示：已知a點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al（SO”2,

b點(diǎn)物質(zhì)為A12（SO4）3，下列判斷正確的是（）

A.o?：rc的過程變化是物理變化

B.c點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料

C.a—b反應(yīng)中生成物只有A12（SO4）3和NH3兩種

D.A12（SC>4）3能夠凈水，可用離子方程式表示為Ap++3OH-=A1（OH）3

3.8.34gFeSO4-7H2O(M-278g-mol」)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()

質(zhì)量/g

FeSO4.7H2O

M

—0

56

ZQ

4()

078159373635溫度/七

A.溫度為78℃時(shí)，固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO4-5H2O

B.溫度為159℃時(shí)固體N的化學(xué)式為FeSO4-2H2O

_高溫

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

D取適量380℃時(shí)所得的樣品P,隔絕空氣加熱至650°C，得到一種固體物質(zhì)Q,同時(shí)有兩種無色氣體生成,Q

的化學(xué)式為Fe3O4

4.將草酸鋅晶體(ZnC2O#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

10()

明8()

照

士

處

囤

我

40

國

100300500

溫度化

5.在空氣中加熱10.98g草酸鉆晶體(CoC2O_r2H2O)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/6固體質(zhì)量/g

150?2108.82

290?3204.82

890?9204.50

(1)加熱到210℃時(shí)，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和鉆的氧化物，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

6.CoC2O4是制備鉆的氧化物的重要原料下圖為二水合草酸鉆(CoCzCUZHzO)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鉆氧化物。

與

咽16

網(wǎng)

M

窗12

望

過

亙8

150300450600750900

溫度化

通過計(jì)算確定C點(diǎn)剩余固體的化學(xué)成分為(填化學(xué)式)。寫出B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)與Ch在225?300"C

發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：o

【真題感悟】

1.【2014全國高考】PbOz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(diǎn)樣品失重4.0%(即

樣品起始質(zhì)量一a點(diǎn)固體質(zhì)量

樣品起始質(zhì)量X100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為Pb6或〃?PbO2”?PbO,列式計(jì)算

x值和m:n值_________.

固

體

失

重

質(zhì)

量

分

數(shù)

/

%

2.［2003江蘇卷】堿式碳酸鋁鎂［Mg“Al從OH)c(CO3)rH2。］常用作塑料阻燃劑。為確定堿式碳酸鋁鎂的組

成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①準(zhǔn)確稱取3.390g樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，生成0.560LCOM已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

，固體樣品的剩余質(zhì)量、

②另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率端著湍盒贏套xl()O%J隨溫度的變化如圖所示

(樣品在270℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水，600°C以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。

0200400600800

溫度/七

堿式碳酸鋁鎂的熱重曲線

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH-)：n(COf)=

3.[2000年廣東卷】下圖是100mgCaCzOtH?。受熱分解時(shí)，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線。

試?yán)脠D中信息結(jié)合所學(xué)的知識(shí),

(1)溫度分別為t\和f2時(shí)，固體產(chǎn)物的化學(xué)式A是,B是:

(2)由CaC2O4H2O得到A的化學(xué)方程式為

(3)由A得到B的化學(xué)方程式為

(4)由圖計(jì)算產(chǎn)物C的分子量，并推斷C的合理的化學(xué)式。

2.[2011全國卷】0.80gCuSO#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(qǐng)回答下列問題：

(1)試確定200℃時(shí)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)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

為;

(4)在O.lOmolL1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

2+120

pH=8時(shí)，c(Cu)=molL-(Ksp[Cu(OH)2]=2.2xlO-)。若在O.lmoLLT硫酸銅

溶液中通入過量H2s氣體，使C/+完全沉淀為CuS,此時(shí)溶液中的H+濃度是molL'o

【課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】

W-W

1.草酸鉆在氧氣氛圍中熱重分析如表：(失重率=2;WKW2為起始點(diǎn)、終點(diǎn)的固體質(zhì)量)

W.

失重率％

序號(hào)溫度范圍/℃熱分解步驟

實(shí)際理論

1150?21019.1019.67

2290?320CoC2O4e2H2O=CoC2O4+2H2O46.3445.35

3890?9203.816.6

加熱到290~320℃和890~9200c時(shí)的化學(xué)方程式分別為:

2.在空氣中加熱一定質(zhì)量的CoCzO/ZH?。固體樣品時(shí)，其固體失重率數(shù)據(jù)見下表，請(qǐng)補(bǔ)充完整表中問

題。

己知：①COC2O4在空氣中加熱至300℃及以上時(shí)，所得固體產(chǎn)物為鉆氧化物，氣體產(chǎn)物為CO?。

對(duì)應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量,

②固體失重率=nno/

樣品的初始質(zhì)量11

序號(hào)溫度范圍/℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式固體失重率

△

=

I12()?220CoC2O4-2H2O^COC2O4+2H2O19.67%

11300-350—56.12%

3.取26.90gZnSO4-6H2O加熱，剩余固體的質(zhì)量隨溫度的變化如圖2所示。750℃時(shí)所得固體的化學(xué)式為

()

30

00

、

理20

整

2

送

畫

<10

羸

200400600800

溫度「C

圖2

A.ZnOB.ZnSO4C.Zn3O(SO4)2D.Z11SO4H2O

4.xNH4cl-yScF3-zH2O是“沉銃”過程中ScF3與氯化物形成的復(fù)鹽沉淀，“脫水除錢”過程中固體質(zhì)量與溫度

的關(guān)系如下圖所示，其中在380-400℃過程中會(huì)有白煙冒出，保溫至無煙氣產(chǎn)生，即得到SCF3,由圖3

中數(shù)據(jù)可得x：z=0

5.稱取3.60g草酸亞鐵晶體(FeCzOMHzO,相對(duì)分子質(zhì)量是180)用熱重法對(duì)其進(jìn)行熱分解，得到剩余固體

的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，請(qǐng)分析圖并回答下列問題:

剩余固體的質(zhì)量/g

(1)過程］發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,

(2)3000c時(shí)剩余固體只有一種且是鐵的氧化物，試通過計(jì)算確定該氧化物的化學(xué)式。

6.膽帆(CuSOr5H2。)是銅的重要化合物，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。若改變反應(yīng)條件可獲得化學(xué)式為

Cux(OH)v(SO4)znH2O的晶體，用熱重分析儀對(duì)Cux(OH)y(SO4)z-nH2O晶體進(jìn)行分析并推斷該晶體的化學(xué)式。

取3.30g晶體樣品進(jìn)行熱重分析，所得固體質(zhì)量的變化曲線如圖所示。己知：體系溫度在650℃及以下

時(shí)，放出的氣體只有水蒸氣；實(shí)驗(yàn)測得溫度在650℃時(shí)，殘留固體的組成可視為aCuO-bCuSO4；溫度在1

000℃以上時(shí)，得到的固體為CsO。請(qǐng)回答下列問題：

固

體

質(zhì)

量

g、

⑴溫度650~1000℃產(chǎn)生的氣體中，n(O)：n(S)(填+或"=")3。

(2)通過計(jì)算推斷Cux(OH)y(SO4)znH2O晶體的化學(xué)式：。

7.CoQO,NHq熱分解的質(zhì)量變化過程如圖所示，其中6(X)9之前是隔絕空氣加熱，ax)。?之后是在空氣

中加熱，A、B、C三點(diǎn)時(shí)的產(chǎn)物均為純凈物。用化學(xué)方程式表示從A點(diǎn)到B點(diǎn)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：

,C點(diǎn)時(shí)產(chǎn)物的化學(xué)式是。

83

0/0

唱

這

娶

左

瑟

三

三

150300450600750900

溫度/C

8.采用熱重分析法測定NiSO4-nH2O樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)。將樣品在900C下進(jìn)行煨燒，失重率隨時(shí)間變化如

下圖，A點(diǎn)時(shí)失掉2個(gè)結(jié)晶水，n的值為；C點(diǎn)產(chǎn)物的化學(xué)式為o

時(shí)間/min

9.為確定NVCO｛化學(xué)式可表示為：（NH4）“[（VO）從CO3）c（OH）d]10H2O｝的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

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

固體樣品的剩余質(zhì)量

②另取一定量樣品在氮?dú)夥諊屑訜幔瑯悠返墓腆w殘留率（需耨瑞揄沽x10（）%）隨溫度的變化如圖

所示（分解過程中各元素的化合價(jià)不變）。

溫度

%

/

%

國

襟

長

畫

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算確定NVCO的化學(xué)式（寫出計(jì)算過程）。

10.如圖是1.00gMgC204?nH20晶體放在生煙里從25℃徐徐加熱至700℃分解時(shí)，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量（m）

隨溫度（t）變化的關(guān)系曲線。（已知100℃以上才會(huì)逐漸失去結(jié)晶水，并約在230℃時(shí)完全失去結(jié)晶水）

試回答下列問題：

(l)MgC2O4,nH2O中n=

(2)通過計(jì)算確定C點(diǎn)固體物質(zhì)的化學(xué)式(要求寫出推斷過程);

(3)通過計(jì)算確定從E點(diǎn)到F點(diǎn)過程中的化學(xué)方程式(要求寫出推斷過程)。

答案

【精準(zhǔn)訓(xùn)練1]

1.答案B

解析NH4VCh的摩爾質(zhì)量為117g/mol,設(shè)NH4VCh物質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol,則210℃時(shí)失重的質(zhì)量為1

molxl17g/molx(l-85.47%)=17goNH3的摩爾質(zhì)量為17g/mol,所以先分解失去NH3。根據(jù)質(zhì)量守恒定

?10℃

律，化學(xué)方程式為NH4VO3=HVO3+NH3TO即可確定選B。380℃時(shí)失重的質(zhì)量為1molxll7g/molx(l

-77.78%)=26g?在第一次失重的基礎(chǔ)上，第二次又失去的質(zhì)量為26g-l7g=9g。H2O的摩爾質(zhì)量為

380℃

18g/mol,所以再分解失去0.5molH2O。根據(jù)質(zhì)量定律守恒，化學(xué)方程式為ZHVCh^-VzOs+HzOT。

確定B選項(xiàng)正確。

2.答案B

解析因?yàn)閍點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al(SC)4)2,則0?的過程變化是失去結(jié)晶水生成NH4Al(SO。?，是化學(xué)變化,

A項(xiàng)錯(cuò)誤；b點(diǎn)物質(zhì)為硫酸鋁，繼續(xù)加熱分解則在c點(diǎn)生成氧化鋁，所以c點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料,

B項(xiàng)正確；a—b發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鋁錠分解生成硫酸鋁、氯氣和硫酸，C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。

3.答案C

解析8.34gFeSOr7H2O樣品物質(zhì)的量為0.03mol,其中m(H20)=0.03molx7xl8g-mol」=3.78g,如晶體全部

失去結(jié)晶水，固體的質(zhì)量應(yīng)為8.34g-3.78g=4.56g,可知在加熱到373℃之前，晶體失去部分結(jié)晶水,加熱至

635℃時(shí)，固體的質(zhì)量為2.40g,應(yīng)為鐵的氧化物，其中n(Fe)=n(FeSO#7H2O)=0.03mol,m(Fe)=0.03molx56

g-mol'=1.68g,則固體中m(O)=2.40g-1.68g=0.72g,n(0)=0.045mol，則n(Fe):n(O)=0.03mol:0.045mol

=2：3,則固體物質(zhì)Q的化學(xué)式為Fe2O3?溫度為78℃時(shí)，固體質(zhì)量為6.72g,其中m(FeS04)=0.03molxl52

g-mol'=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(H2O)=0.12mol,則n(H2O):n(FeSO4)=0.12mol:0.03mol

=4:1,則化學(xué)式為FeSO‘4H2O,故78℃時(shí),M的化學(xué)式為FeS044H2。,故A錯(cuò)誤;溫度為159℃時(shí)，固體質(zhì)量

為5.10g,其中m(FeSC>4)=0.03molX152g-moll=4.56g,m(H2O)=5.10g-4.56g=0.54g,n(H20)=0.03mol，則

n(H2O)：n(FeS04)=0.03mol：0.03mol=l：1,則化學(xué)式為FeSO4H2。,故B錯(cuò)誤;N的化學(xué)式為FeSO4H2O,P

高溫

化學(xué)式為FeSO」,在隔絕空氣條件下由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4H2OFeSCh+H?。,故C正確;由上

述分析可知,P化學(xué)式為FeSO4,Q的化學(xué)式為Fe2(%鐵的化合價(jià)升高,必有硫的化合價(jià)降低，即有二氧化硫生

成，設(shè)SO2、SO3的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,則。+'一8，解得x=y=0.015,所以方程式

(64x+80y=4.562.4

高溫

為2FeSO4-Fe2O3+SO2T+SO3T，Q的化學(xué)式為Fe2O3,itD錯(cuò)誤。

4.答案ZnC2O4=^ZnO+COf+CO2T

解析ZnC2(*2H2O的摩爾質(zhì)量為189gmo「，ZnCzOa的百分含量為需、］00%=80.95%,

OI

ZnO的百分含量為誨X100%=42.86%。

所以B點(diǎn)的固體為ZnO,化學(xué)方程式為ZnC2O4=^=ZnO+COf+CO2T?

5.答案⑴COC2O4(2)3COC2O4+2O2=CO3O4+6CO2

147

解析(I)COC2O4-2H2O失去全部結(jié)晶水的質(zhì)量為I0.98X由g=8.82g,即加熱到210℃時(shí)，固體物質(zhì)是

o82

CoC2O4?(2)根據(jù)元素守恒，〃(CC>2)=簾x2mol=0.12mol,質(zhì)量為0.12molx44gmo「=5.28g,固體

量減少(8.82—4.82)g=4.00g,說明有氣體參加反應(yīng)，即氧氣參加，氧氣的質(zhì)量為(5.28—4.00旭=1.28g,

128882

其物質(zhì)的量為資mol=0.04mol,n(CoC2O4)：M(O2)：/?(CO2)=^y：0.04：0.12=0.06：0.04：0.12=3：

2：6,依據(jù)原子守恒，3coe2O4+2O2=CO3O4+6CC>2。

2)5?3()0°C

6.答案Cos?！皩懗蒀OOCO2O3亦可)3coe2O4+2O2=CO3O4+6CO2

解析COC2O4-2H2O―>CoC2O4—>CovOv,C點(diǎn)應(yīng)為鉆的氧化物，18.3g晶體中鉆的物質(zhì)的量為0.1mol,

質(zhì)量為5.9g,8.03gCQ、O中氧的物質(zhì)的量為暇呆落0.133mol,所以十黑黑焉,其化學(xué)式為

V

CO3O4O

【真題感悟】

1.答案1.4,2：3

解析根據(jù)PbOz-PbCh+fChT（注PbO2相對(duì)分子質(zhì)量為239）,由-y-x32=239x4.0%,得x=2~

239x4.0%一z八ec>?2m+nin0.42

77.4,才艮據(jù)，"PbC)2，〃PbO,何~7~=1.4,—=7TT='To

16m+nn0.63

2.答案3:5

解析堿式碳酸鋁鎂的化學(xué)式不確定，題中只表示為Mg?AMOH),.(CO3)d-xH2O,無法求得摩爾質(zhì)量。試題

中以3.390g樣品為研究對(duì)象，不妨?xí)憾?.390g樣品為1mol。3.390g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)=5TTT7~i=0-025mol,根據(jù)C守恒，即可確定為d為0.025?

L//111UJ

270℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水，失去結(jié)晶水的質(zhì)量為3.390gx(l-73.45%)=0.9g,600℃以上殘留固體為金屬

氧化物的混合物，說明又失去了除結(jié)晶水外的氫元素。失去的氫元素只能再結(jié)合樣品中的氧元素生成水。

600℃時(shí)失重的質(zhì)量為3.390gx(l-37.02%)=2.135g,失去氨元素再生成水的質(zhì)量為2.135g-(0.025

molx44g/mol)—0.9g=0.135go

〃出)=根據(jù)氫元素守恒，。故堿式碳酸鋁鎂樣品中的：〃

吃iog/n：io￡i=0.015mol,c=0.015n(OH)(COM)=

0.015：0.025=3：5o

3.答案

(1)CaC2。4；CaCO.3.

(2)CaC2O4?H2O=A=CaC2O4+H2O^.

(3)CaC2O4=^=CaCO3+COT.

(4)C的相對(duì)分子質(zhì)量為55.48,C的化學(xué)式為CaO.

解析

(1)設(shè)A、B的相對(duì)分子質(zhì)量分別為x、y,則：

由CaCzO^H?。????A

146x

100mg87.7mg

所以x==128,

CaC2O4-H2O相對(duì)分子質(zhì)量為146,A與CaC2O4-H2O的相對(duì)分子質(zhì)量相差18,則A為CaC2O4

由CaCzO^H?。?????B

146y

100mg68.5mg

y=100mg,則B為CaCCh.故答案為：CaC2O4：CaCO3.

(2)A為CaC2O4,CaCzObfhO分解生成CaCzCU與HQ,該溫度下，水為氣態(tài)，反應(yīng)方程式為

CaC2O4.H2O=^=CaC2O4+H2Of.故答案為：CaC2O4?H2O=^=CaC2O4+H2Of

(3)A為CaC2O4)B為CaCO3,所以CaC2O4分解生成CaCOj與CO,反應(yīng)方程式為CaC2O4=^=

CaCO3+COf.

故答案為：CaC2O4=^=CaCO3+COt.

(4)當(dāng)加熱至11()0℃?1200℃時(shí)，由圖讀得分解產(chǎn)物C的質(zhì)量約為38mg,C的相對(duì)分子質(zhì)量為x|46=55.48,

C相對(duì)分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)值與CaO的相對(duì)分子質(zhì)量56接近，故C為CaO.答:C的相對(duì)分子質(zhì)量為55.48,

C的化學(xué)式為CaO.

2.答案(1)CUSO4H2O

CuSO4-5H2O=^=CuSO4-(5-n)H2O+nH2O

25018n

0.80g0.80g-0.57g=0.23g

n=4

(2)CuSOu=^=CuO+SOst,CUSO4-5H2O,102℃

⑶2H2so4(濃)+CU=A=CUSO4+SO2T+H2O

(4)2.2x10-8,02

解析⑴由圖分析可知,CUSO4-5H2O受熱到102℃時(shí)開始脫水分解，113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的一種中間物，

到258℃時(shí)才會(huì)繼續(xù)分解。在200℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為0.57g,有差量法可以計(jì)算。

CuSO4-5H2O=^=CuSO4(5-n)H2O+nH2O

25018n

0.80g0.80g-0.57g=0.23g

n=4

(2)57(TC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CuSOvSHzO。其存在的最高溫度為102℃。

(3)SCh與水反應(yīng)生成硫酸，與銅加熱反應(yīng)：2H2so4(濃)+CUC11SO4+SO2T+H2O

(4)根據(jù)溶度積的概念可以直接計(jì)算。pH=8時(shí)，c(OH-)=10-6,由C(CU2+)C(OHy=Ksp[Cu(OH)2]可得，

c(Cu2+)=(2.2x10-20)/10-|2=2.2x10-%在SlmolL、硫酸銅溶液中通入過量H2s氣體，使CiP+完全沉

淀為CuS,溶液中溶質(zhì)為硫酸，c(SO42-)不變，為O.lmoLL-i,c(H+)為0.2molLr。

【課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】

1.答案3COC2O4+2O229O-32O?CCO3O4+6CO2f2co3。4890?920"C6co0+。2丁

解析設(shè)CoC2O”2H2O物質(zhì)的量為Imol,質(zhì)量為183g,其中結(jié)晶水質(zhì)量為36g,則150-210℃失重183g

x0.1967=36g,即此階段失去全部結(jié)晶水，剩余固體質(zhì)量為147g：290~320℃最終剩余固體質(zhì)量為147g

x(l-0.4535)=80.33g,其中含Co的質(zhì)量為59g,貝"O的物質(zhì)的量為(80.33g-59g)+16g/mol=1.333mol,

最終固體為CO3O4,故反應(yīng)的方程式為3coe2O4+2O229。?320%CO3O4+6CO2T890?920℃最終剩余固體質(zhì)

量為80.33gx(l-0.066)=75g,其中O的物質(zhì)的量為(75g-59g)+16g/mol=lmol,最終固體為CoO,故反

應(yīng)的方程式為2co3O4890~920℃6CoO+O2T

△

2.答案3COC2O4+2O2Co3O4+6CO2

解析在空氣中加熱一定質(zhì)量的CoCzO/ZH2。固體樣品時(shí)，該樣品首先失去結(jié)晶水，在120?220℃時(shí)，

△

固體失重率為19.67%,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CoCzO/ZH?。-COC2O4+2H2。；在300?350℃時(shí)，

固體失重率為56.12%,設(shè)ImolCoCzO/ZH2。受熱分解，由題中信息可知，所得固體殘留率為43.88%,

質(zhì)量為80g,因?yàn)镮molCo全部留在固體中，所以。的質(zhì)量為21g,Co和O的原子個(gè)數(shù)比為3:4,固體產(chǎn)

物為，已知?dú)怏w產(chǎn)物為CO2,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

△

3COC2O4+2O2----Co3O4+6CO2

3.答案C

解析75()℃時(shí)剩余固體與680℃時(shí)一樣，剩下13.43g,質(zhì)量減少了26.90-13.43=13.47(g),26.90g

1AQ

ZnSOWHzO中水的質(zhì)量26.9x——=10.8(g),則還有S元素質(zhì)量減少13.47-10.8=2.67(g),26.90g

269

32

ZnSO6H2。中S元素的質(zhì)量26.9=3.2(g),則S元素還有剩余，故答案選擇C。

269

4答案1：2

解析SC2(C2O4)3在空氣中焙燒生成SC2O3和CO2,ScaCh溶于濃鹽酸形成Sc3+,并用氨水調(diào)節(jié)pH,然后加

入NH4F“沉銃”形成復(fù)鹽xNH4cl-yScF3-zH2O沉淀，復(fù)鹽沉淀再經(jīng)“脫水除餒''獲得純度很高的ScF3,由于“在

380-400℃過程中會(huì)有白煙冒出，保溫至無煙氣產(chǎn)生，即得到SCF3”，結(jié)合已知②，xNH4cl■yScF3-zH2O“脫

水除校''指脫去結(jié)晶水和NH4CI,NH4CI受熱分解成NH3與HC1,后NH3與HC1重新化合成NH4cl會(huì)產(chǎn)

生白煙現(xiàn)象，故380~400℃減少的為NH4cl的質(zhì)量，200~300℃減少的為結(jié)晶H20的質(zhì)量，則n(NH4Cl)=

(5.31-2.10)geg,(7.47-5.31)g,x”(NHc1)0.06mol1

--------------=0.06mol〃(H，O)=------------=0n.112Omol,-=———4=----------=--

53.5g/mol18g/molzn(H,O)0.12mol2

答案為：1:2。

5.答案(l)FeC2O4-2H2O-FeC2O4+2H2O(2)Fe2O3

解析

剩余固體的質(zhì)量/g

100150200250300溫度/t

(1)通過剩余固體的質(zhì)量可知，過程I發(fā)生的反應(yīng)是草酸亞鐵晶體受熱失去結(jié)晶水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

FeC2O4-2H2O=FeC2O4+2H2O?

(2)草酸亞鐵晶體中的鐵元素質(zhì)量為3.6gx^xl00%=1.12g,草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉(zhuǎn)化到氧化

物中，氧化物中氧元素的質(zhì)量為1.60g—1.12g=0.48g,鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為1.12g：0.48g=7:

3,設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為FexOy,則有56x：16y=7：3,x：y=2:3,鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe2O3o

6.答案(1)>(2)CU2(OH)2SO4-4H2O

0.9g

解析3.30g晶體含水為3.3g-2.4g=0.9g,確0)=，=0.05mol,1000C以上時(shí)，得到的固體為

18g/mol

14*

CuO,"(Cu)=…，，x2=0.()2mol,溫度在650℃時(shí)，殘留固體的組成可視為aCuObCuSO%此時(shí)設(shè)

2144g/mol

CuO為xmol、CuSO4為ymol,則x+y=0.02,80x+160y=2.4,解得x=y=0.0lmol,(1)溫度650?1000℃

*,,“，」0.01mol+0.01molx4,

產(chǎn)生的氣體中，“(O):"(s)=--------------------------------=5>3,故答案為：>：(2)3.30g晶體含水為3.3g-2.4g

0.01mol

=0.9g,n(H2O)=0.05mol,n(Cu)=0.02mol,n(SO42-)=0.01mol,可知x:z:n=0.02mol:0.01mol:

(0.05-0.02/2)mol=2:1:4,由電荷守恒可知y=2,化學(xué)式為CMOHXSChdHzO,故答案為：Cs(OH)