2022年高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 微专题13 热重分析判断物质成分学案

2022年高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 微专题13 热重分析判断物质成分学案方法思路1设晶体为1 mol，其质量为m。2失重一般是先失水，再失非金属氧化物。3计算每步固体剩余的质量(m余)100%固体残留率。4晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。5失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属n氧，即可求出失重后物质的化学式。专题训练1.PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取23.9 g PbO2，将其加热分解，受热分解过程中固体质量随温度的变化如下图所示。A点与C点对应物质的化学式分别为_、_。答案Pb2O3PbO解析二氧化铅是0.1 mol，其中氧原子是0.2 mol。A点，固体减少0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是0.15 mol，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是23，A点对应的物质是Pb2O3。同理可得出C点对应物质是PbO。2在焙烧NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210 时，剩余固体物质的化学式为_。答案HVO3解析NH4VO3分解的过程中生成氨气和HVO3，HVO3进一步分解生成V2O5,210 时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为100%85.47%，所以210 时，剩余固体物质的化学式为HVO3。3将Ce(SO4)24H2O(摩尔质量为404 gmol1)在空气中加热，样品的固体残留率(100%)随温度的变化如下图所示。当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为_(填字母)。ACe(SO4)2 BCe2(SO4)3 CCeOSO4答案B解析40470.3%284，A的相对分子质量为332，B的相对分子质量为568，C的相对分子质量为252，根据质量守恒80870.3%568，应选B。4在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CoC2O42H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。温度范围/固体质量/g1502108.822903204.828909204.50(1)加热到210 时，固体物质的化学式为_。(2)经测定，加热到210310 过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为_。答案(1)CoC2O4(2)3CoC2O42O2=Co3O46CO2解析(1)CoC2O42H2O失去全部结晶水的质量为10.98 g8.82 g，即加热到210 时，固体物质是CoC2O4。(2)根据元素守恒，n(CO2)2 mol0.12 mol，质量为0.12 mol44 gmol15.28 g，固体量减少(8.824.82)g4.00 g，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为(5.284.00)g1.28 g，其物质的量为 mol0.04 mol，n(CoC2O4)n(O2)n(CO2)0.040.120.060.040.12326，依据原子守恒，3CoC2O42O2=Co3O46CO2。5将草酸锌晶体(ZnC2O42H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300460 范围内，发生反应的化学方程式为_。答案ZnC2O4ZnOCOCO2解析ZnC2O42H2O的摩尔质量为189 gmol1，ZnC2O4的百分含量为100%80.95%，ZnO的百分含量为100%42.86%。所以B点的固体为ZnO，化学方程式为ZnC2O4ZnOCOCO2。6MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则(1)300 时，剩余固体中n(Mn)n(O)为_。(2)图中点D对应固体的成分为_(填化学式)。答案(1)12(2)Mn3O4和MnO解析设MnCO3的物质的量为1 mol，即质量为115 g。(1)A点剩余固体质量为115 g75.65%87 g，减少的质量为115 g87 g28 g，可知MnCO3失去的组成为“CO”，故剩余固体的成分为MnO2。(2)C点剩余固体质量为115 g61.74%71 g，据锰元素守恒知m(Mn)55 g，则m(O)71 g55 g16 g，则n(Mn)n(O)11，故剩余固体的成分为MnO，同理，B点剩余固体质量为115 g66.38%76.337 g，因m(Mn)55 g，则m(O)76.337 g55 g21.337 g，则n(Mn)n(O)34，故剩余固体的成分为Mn3O4，因D点介于B、C之间，故D点对应固体的成分为Mn3O4与MnO的混合物。7(2018滁州质检)CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O42H2O)在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300 及以上所得固体均为钴氧化物。通过计算确定C点剩余固体的化学成分为_(填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225300 发生反应的化学方程式：_。答案Co3O4(写成CoOCo2O3亦可)3CoC2O42O2Co3O46CO2解析CoC2O42H2OCoC2O4CoxOy，C点应为钴的氧化物，18.3 g晶体中钴的物质的量为0.1 mol，质量为5.9 g,8.03 g CoxOy中氧的物质的量为0.133 mol，所以，其化学式为Co3O4。8为研究一水草酸钙的热分解性质，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)300 时残留固体的成分为_，900 时残留固体的成分为_。(2)通过计算求出500 时固体的成分及质量(写出计算过程)。答案(1)CaC2O4CaO(2)500 时残留固体的成分为CaC2O4和CaCO3的混合物，样品中CaC2O4H2O的物质的量n(CaC2O4H2O)0.25 mol，设混合物中CaC2O4和CaCO3的物质的量分别为x mol和y mol，根据500 时固体总质量可得128x100y36.50 g76.16%，根据钙元素守恒可得xy0.25，解得x0.1，y0.15，m(CaC2O4)0.1 mol128 gmol112.8 g，m(CaCO3)0.15 mol100 gmol115.0 g500 时固体的成分为12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。