板块一 专题微课1.3 二、热重分析法-【创新教程】2024高考化学总复习大二轮专题增分方案教师用书word（新教材）

热重分析法 1．“热重曲线”( TG曲线)是指使用热天平记录的热分析曲线，纵坐标为试样质量或残留率，横坐标为温度或时间。通过对热重曲线的分析，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。 2．图中T1为起始温度， T5为终止温度。对于含有结晶水的某固体 M·xH2O热分解反应的过程主要有两个变化阶段：T1→T2为固体失去结晶水的过程；T3→T4为 M 固体分解的过程。对于具体的图像可以发生分步反应失去结晶水或 M 固体分解生成多种物质。 3．M 固体可能为盐或氧化物，随着温度的升高，继续分解可能失去一些挥发性的物质，如NH3、CO2、CO等气体，而金属一般以化合态残留在最终产物中。 [例1]　(2022·全国乙卷，11)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(　　) A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体 B．最高价氧化物的水化物酸性：Y<X C．100～200 ℃阶段热分解失去4个W2Z 6 学科网（北京）股份有限公司 D．500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3 情境 素材 本题以陌生化合物(YW4X5Z8·4W2Z)为情境素材 思维 点拨 该题是不同温度下结晶水合物逐渐失去结晶水的定量推断题，化合物NH4B5O8·4H2O的摩尔质量是273 g·mol－1，经过计算，100～200 ℃阶段一个NH4B5O8·4H2O受热分解失去3个H2O，即所得固体摩尔质量是(273－3×18)g·mol－1＝219 g·mol－1，×100%≈80.2%，这种解法是正向思维，也可以采用逆向思维，如果一个NH4B5O8·4H2O受热分解失去4个水分子，剩余固体的质量和图像对应不符。同理，D项可以采用假设法来验证，也可以采用正向思维来直接计算，也就是一个NH4B5O8·4H2O失去4个水分子后，NH4B5O8继续失去H2O和NH3，即通过关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3来直接计算 易错 误区 注意H3BO3是一元弱酸，硼酸溶液中存在如下平衡：H3BO3＋H2OB(OH)＋H＋ 解析：D　[化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。该化合物的热重曲线如题图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W为H，Z为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y为N，原子序数依次增加，且加和为21，则X为B。X(B)的单质常温下为固体，A错误；根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，B错误；根据前面已知200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100 ～200 ℃阶段热分解失去4个H2O，则质量分数×100%≈73.6%，则说明不是失去4个H2O，C错误；化合物(NH4B5O8·4H2O)在500 ℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素原子守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为 ×100%≈64.1%，说明假设正确，D正确。] [例2]　(2021·全国甲卷，27题节选)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题： (1)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2。将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷却至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为　________　(写表达式)。 6 学科网（北京）股份有限公司 (2)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是　________　(填标号)。 ①胆矾未充分干燥　②坩埚未置于干燥器中冷却　③加热时有少量胆矾迸溅出来 　 三步突破热重分析题 分析图像，明确坐标含义 分析热重图像，横坐标一般是分解的温度，纵坐标一般为剩余固体的质量或固体残留率 依据性质，猜测各段反应 含结晶水的盐加热失重时一般先失去部分或全部结晶水，再失去非金属氧化物，失重一般为金属氧化物或金属，晶体中金属质量不减少，仍在残留固体中 整合数据，验证猜测结果 根据纵坐标的数据变化或题目给定的数据，根据金属原子守恒，即可求出失重后物质的化学式，或者判断出发生的化学反应 解析：