微专题速练5 热重曲线分析及计算-【高考领航】2025年高考化学一轮复习微专题速练

微专题速练5　热重曲线分析及计算 1．采用热重分析法测定FeS2/C复合材料中各组分的含量。FeS2/C样品在空气中的热重曲线如图所示。[注：残留率(%)＝剩余固体质量÷样品质量×100%]。下列说法中不正确的是(　　) A．300～400 ℃之间发生的主要反应为C＋O2CO2 B．800 ℃时残留的固体是Fe2O3 C．复合材料中FeS2的质量分数为90.9% D．复合材料中FeS2与C的物质的量之比约为2∶1 2．将Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为404 g·mol－1)在空气中加热，样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示。 当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为________(填字母)。 A．Ce(SO4)2 B．Ce2(SO4)3　　 C．CeOSO4 3．xNH4Cl·yScF3·zH2O“脱水除铵”过程中固体质量与温度的关系如图所示，其中在380～400 ℃过程中会有白烟冒出，保温至无烟气产生，即得到ScF3，由图中数据可得x∶z＝________。 4．在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)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/g 150～210 8.82 290～320 4.82 890～920 4.50 (1)加热到210 ℃时，固体物质的化学式为____________________________。 (2)经测定，加热到210～310 ℃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________________________________。 5．取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。硫酸铝铵晶体在633 ℃、975 ℃分解生成的固体分别为____________、_______________________________________(填化学式)。 6．称取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O进行热重分析，化合物质量随温度的变化关系如图所示，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，烘干时的温度范围为__________(填字母)。 A．90～145 ℃　　　 B．145～195 ℃ C．195～273 ℃ D．>273 ℃ 7．在灼烧NH4VO3的过程中，固体残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示，则A点到B点过程中发生反应的化学方程式为_____________________________________。 8．草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空气中加热，%随温度的变化情况如下图所示。250 ℃时，晶体的主要成分是________(填化学式)，550～850 ℃，反应的化学方程式为___________________________________。 (已知Sc2(C2O4)3·6H2O的摩尔质量为462 g· mol－1) 9．(1)MnCO3可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。它在空气中加热易转化为不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为________；图中C点对应固体的成分为________(填化学式)。 MnCO3的热重曲线 (2)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为_______________________________________。 10．下图是100 mg CaC2O4·H2O受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线。试利用图中信息结合所学的知识，回答下列各问题： (1)温度分别为t1和t2时，固体产物的化学式A是________，B是________。 (2)由CaC2O4·H2O得到A的化学方程式为________________________。 (3)由A得到B的化学方程式为_________________________________。 (4)由图计算产物C相对的分子量，并推断C的合理的化学式________________________________________________________________________。 11．为了探究某浅黄色固体化合物X(含四种元素)的组成。某化学兴趣小组称取3.60 g该固体化合物，用热重法对其进行分析，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。 已知：①热分解后得到的无色无味气体能完全被足量澄清石灰水吸收，并得到4.00 g白色沉淀； ②热分解后剩余的固体呈红棕色，溶于盐酸后得到黄色溶液。 请回答： (1)X的化学式是_________________________________。 (2)固体X在300 ℃下反应的化学方程式是__________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题速练5　热重曲线分析及计算 1．D　经过两次失重，最终得到的固体是氧化铁，B正确；质量是原来的1－9.1%－30.3%＝60.6%，假设最终得到的氧化铁是160 g，原固体质量就是160 g÷60.6%≈264 g。160 g氧化铁的物质的量是1 mol，那么其中的铁就是2 mol，根据铁守恒，复合材料中二硫化亚铁物质的量是2 mol，质量是2 mol×120 g/mol＝240 g，和264 g相比，说明还有24 g的碳。在300～400 ℃之间，失去的质量占固体总质量的百分比是9.1%，而(24 g÷264 g)×100%≈9.1%，这就说明此阶段是复合材料中的碳发生反应，生成二氧化碳气体(在空气中加热，氧气充足，不会生成一氧化碳)，A正确；根据上面的计算，二硫化亚铁的物质的量是2 mol，碳的物质的量是24 g÷12 g/mol＝2 mol，物质的量之比是1∶1，D错误。 2．解析：404×70.3%≈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，404×2×70.3%≈568。 答案：B 3．解析：xNH4Cl·yScF3·zH2O“脱水除铵”是指脱去结晶水和氯化铵，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，所以会产生白烟，所以380～400 ℃时固体减少的质量为氯化铵的质量，200～300 ℃时减少的质量为水的质量，则氯化铵的物质的量为＝0.06 mol，水的物质的量为＝0.12 mol，x∶z＝0.06∶0.12＝1∶2。 答案：1∶2 4．解析：(1)n(CoC2O4·2H2O)＝0.06 mol，m(H2O)＝0.06 mol×2×18 g·mol－1＝2.16 g，Δm＝(10.98－8.82) g＝2.16 g＝m(H2O)，故210 ℃时固体为CoC2O4。 (2)290～320 ℃时，得到钴的氧化物质量为4.82 g，则根据钴原子守恒可知 m(Co)＝3.54 g，m(O)＝(4.82－3.54) g＝1.28 g， n(O)＝0.08 mol，n(Co)∶n(O)＝3∶4， 可写出化学方程式：3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2。 答案：(1)CoC2O4　(2)3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2 5．解析：NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453，NH4Al(SO4)2的相对分子质量为237，Al2(SO4)3的相对分子质量为342，Al2O3的相对分子质量为102，4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量为0.01 mol，则NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01 mol，其质量为2.37 g，Al2(SO4)3的物质的量为0.005 mol，其质量为1.71 g，Al2O3的物质的量为0.005 mol，其质量为0.51 g。所以硫酸铝铵晶体在300 ℃、633 ℃、975 ℃分解生成的固体分别为NH4Al(SO4)2、Al2(SO4)3、Al2O3。 答案：Al2(SO4)3　Al2O3 6．解析：由图可知当温度小于90 ℃时，产品为Zn3(PO4)2·4H2O，此时产品的物质的量为＝1×10－4 mol，当温度为145 ℃时质量为42.1 mg，蒸发水分的物质的量为＝2×10－4 mol，则产品为Zn3(PO4)2·2H2O，同理可得，当温度为195 ℃时产品为Zn3(PO4)2·H2O，当温度为273 ℃时产品为Zn3(PO4)2，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，应控制温度范围为145～195 ℃。 答案：B 7．解析：设NH4VO3为1 mol，即117 g，起始到A点失去的质量＝117 g×(1－85.47%)≈17 g，结合铵盐受热分解一般产生NH3，故推测A点对应的物质为HVO3；酸分解一般产生氧化物和水，故假设B点对应的物质为VOx，根据V元素守恒知n(VOx)＝1 mol，则(51＋16x)g· mol－1×1 mol＝117 g×77.78%，解得x≈2.5，故B点对应物质为VO2.5，即V2O5，所以A点到B点过程中发生反应的化学方程式为2HVO3V2O5＋H2O↑。 答案：2HVO3V2O5＋H2O↑ 8．解析：设有1 mol草酸钪晶体(462 g)在空气中受热，250 ℃时，剩余固体质量为462 g×80.5%＝371.91 g，失水重量为462 g－371.91 g＝90.09 g≈90 g，即250 ℃时，1 mol晶体失去5 mol水，则此时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3·H2O；550 ℃时，剩余固体质量为462 g×76.6%＝353.89 g，相比于250 ℃时的剩余固体质量，250～550 ℃，失水重量为371.91 g－353.89 g＝18.02 g≈18 g，则250～550 ℃，1 mol Sc2(C2O4)3·H2O失去1 mol水变为1 mol Sc2(C2O4)3；850 ℃时，剩余固体质量为462 g×29.8%＝137.68 g≈138 g，由于M(Sc2O3)＝138 g/mol，故可知550～850 ℃，1 mol Sc2(C2O4)3分解产生1 mol Sc2O3，反应的化学方程式为2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2。 答案： Sc2(C2O4)3·H2O　2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2 9．解析：(1)MnCO3的摩尔质量为115 g·mol－1，设MnCO3的物质的量为1 mol，则A点300 ℃时失重的质量为1 mol×115 g·mol－1×(1－75.65%)≈28 g。已知CO的摩尔质量是28 g·mol－1，根据质量守恒定律，分解化学方程式为MnCO3MnO2＋CO↑，所以A点300 ℃时固体成分的化学式为MnO2，则n(Mn)∶n(O)为1∶2。B点770 ℃时失重的质量为1 mol×115 g·mol－1×(1－66.38%)≈38.7 g。由于300 ℃时固体的成分为MnO2，再加热造成失重的原因只能是氧元素以O2的形式逸散失去，随着氧元素的失去，锰的化合价也发生了变化。因此失去氧原子的物质的量为≈ mol，可表示为MnO，整理得化学式为Mn3O4。D点900 ℃时失重的质量为1 mol×115 g·mol－1×(1－61.74%)≈44 g，失去的n(O)＝＝1 mol，可表示为MnO(2－1)，整理得化学式为MnO。所以C点时固体物质从Mn3O4转化为MnO，此时为Mn3O4与MnO的混合物。(2)由Cr原子守恒可知：Cr2O3～K2Cr2O7，则理论产生K2Cr2O7的质量为×294 g，而实际产量为1000m2 g，则产率＝×100%＝×100%。 答案：(1)1∶2　Mn3O4与MnO　(2)×100% 10．解析：(1)设A、B的相对分子质量分别为x、y，则： 由CaC2O4·H2O～A 　 146　　　　x 100 mg　87.7 mg 所以x≈128，CaC2O4·H2O相对分子质量为146，A与CaC2O4·H2O的相对分子质量相差18，则A为CaC2O4； 由CaC2O4·H2O～B 　 146　　　　y 100 mg　　68.5 mg y≈100，则B为CaCO3。 (2)A为CaC2O4，CaC2O4·H2O分解生成CaC2O4与H2O，该温度下，水为气态，反应方程式为CaC2O4·H2OCaC2O4＋H2O↑。 (3)A为CaC2O4，B为CaCO3，所以CaC2O4分解生成CaCO3与CO，反应方程式为CaC2O4CaCO3＋CO↑。 (4)当加热至1100 ℃～1200 ℃时，由图读得分解产物C的质量约为38 mg，C的相对分子质量为＝55.48，C相对分子质量的实验值与CaO的相对分子质量56接近，故C为CaO。 答案：(1)CaC2O4　CaCO3 (2)CaC2O4·H2OCaC2O4＋H2O↑ (3)CaC2O4CaCO3＋CO↑ (4)C的相对分子质量为55.48，C的化学式为CaO 11．解析：(1)浅黄色固体化合物X，第一个阶段可能失去结晶水，质量为0.72 g，物质的量为0.04 mol，固体2.88 g热分解后得到的无色无味气体能完全被足量澄清石灰水吸收，并得到4.00 g白色沉淀，说明热分解生成了CO2，物质的量为0.04 mol，则n(C)＝0.04 mol，碳元素的质量为0.04 mol×12 g· mol－1＝0.48 g，热分解后剩余的固体呈红棕色，溶于盐酸后得到黄色溶液，说明生成了氧化铁，物质的量为0.01 mol，n(Fe)＝0.02 mol，铁元素的质量为0.02 mol×56 g· mol－1＝1.12 g，则氧元素的质量为2.88 g－0.48 g－1.12 g＝1.28 g，则n(O)＝0.08 mol，根据元素比例关系得出n(Fe)∶n(C)∶n(O)∶n(H2O)＝0.02 mol∶0.04 mol∶0.08 mol∶0.04 mol＝1∶2∶4∶2，X的化学式是FeC2O4·2H2O。(2)固体X在300 ℃下与氧气反应生成氧化铁、二氧化碳和水，其反应的化学方程式是4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O。 答案：(1)FeC2O4·2H2O　(2)4FeC2O4·2H2O＋3O22Fe2O3＋8CO2＋8H2O 学科网（北京）股份有限公司 $$