内容正文:
专题微课1.6
精研究——
关系式法与热重分析法在计算中的应用
利用关系式法的计算题一般以中和滴定或氧化还原反应滴定为素材考查物质的量的相关计算,根据化学反应找出相关物质之间的关系再进行化繁为简的计算。热重分析法主要通过分段加热分析剩余物质的质量,进而求算物质的化学式的一种计算方法。关系式法和热重分析法是高考中常用的两种计算方法,体现化学学科对计算的要求,主要考查学生的逻辑推理能力和计算能力。
一、关系式法
表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:利用物料守恒关系建立关系式,如工业制硝酸可利用生产过程中氮原子守恒直接建立NH3和硝酸的关系式:NH3 HNO3。利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式、利用方程式的加和建立关系式。多步连续氧化还原反应可以通过得失电子守恒建立关系式。
[答案] (1)90.0% (2)3.36×106 15
[思维建模]
关系式法解题的一般步骤
答案:90.36
2.银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如图所示:
[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]
若银铜合金中铜的质量分数为64.0%,理论上5.0 kg 废料中的铜可完全转化为__________ mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的 Al2(SO4)3溶液______________L。
答案:50 25.0
[典例] 热重分析法是程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种实验方法。MgCl2·6H2O的热重曲线如图所示。已知:MgCl2·6H2O在空气中受热脱水时,不产生无水氯化镁。
(1)试确定200 ℃时固态物质的化学式:___________________________________________________________________。
(2)554 ℃时分解得到的主要产物为白色固体和一种酸性气体,写出该反应的化学方程式:__________________________________________________________
______________________________________________________________________。
[思维建模]
三步突破热重分析题
分析图像,明确坐标含义 分析失重图像,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,失重最后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
[对点训练]
1.(2022·全国乙卷)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
D.500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
答案:D
2.(1)25.35 g MnSO4·H2O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。
①300 ℃时,所得固体的化学式为____________。
②1 150 ℃时,反应的化学方程式为____________________________________。
(2)若称取100 g MgCO3·nH2O晶体进行热重分析,
得到的热重曲线如图所示,则该晶体
中n=________(取整数)。
[典例] 黄铁矿的主要成分是FeS2,已知4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.100 0 g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,用浓度为0.020 00 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液25.00 mL。
已知:SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+;
Cr2O+6F