热重图像分析.doc

热重曲线专项分析热重法是在程序控温下，测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少温度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质，（如CuSO45H2O中的结晶水）。从热重曲线上我们就可以知道CuSO45H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。热重法测定，试样量要少，一般25mg。试样皿的材质，要求耐高温，对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的，即不能有反应活性和催化活性。通常用的试样皿有铂金的、陶瓷、石英、玻璃、铝等。特别要注意，不同的样品要采用不同材质的试样皿，否则会损坏试样皿，如：碳酸钠会在高温时与石英、陶瓷中的SiO2反应生成硅酸钠，所以象碳酸钠一类碱性样品，测试时不要用铝、石英、玻璃、陶瓷试样皿。铂金试样皿，对有加氢或脱氢的有机物有活性，也不适合作含磷、硫和卤素的聚合物样品，因此要加以选择。1【2011年高考新课标理综卷化学试题26】0.80gCuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。请回答下列问题：（1）试确定200时固体物质的化学式_（要求写出推断过程）；（2）取270所得样品，于570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为_。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_，其存在的最高温度是_；（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_；（4）在0.10molL-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=_molL-1（KapCu（OH）2=2.210-20）。若在0.1molL-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是_molL-1。（变式步步高14.）请仔细阅读硫酸铜晶体(CuSO45H2O)加热过程中依次发生的反应：CuSO45H2OCuSO45H2O CuSO4CuOSO34CuO2Cu2OO2 2SO32SO2O2现称取25.0 g硫酸铜晶体加热，使之均匀、缓慢地升温至1 000 并恒温1小时左右。请回答下列问题(不考虑实验操作所带来的误差)：(1)最终固体的质量为_g；若维持最终的反应条件，推测反应结束除去水后的气态产物的物质的量范围在_mol至_mol之间。(2)如果甲同学做此实验时称得最后所得的固体质量为7.6 g，试判断该固体的组分是_(写化学式)，其物质的量之比是_。(3)如果乙同学做此实验时，所产生的气体为3.36 L(已换算到标准状况下)，则SO3的转化率为_。2【2000年广东化学29（11分）】下图是100 mg CaC2O4H2O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CaC2O4H2O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的相对分子质量，并推断C的合理的化学式。（变式）将固体草酸锰MnC2O42H2O放在一个可以称出质量的容器中加热。固体质量随温度的变化关系如图所示。（1）214，剩余固体的成分为 （填写化学式，下同）；280时，剩余固体的成分为 。（2）当温度超过280时，剩余固体的质量又会增加，943完全生成另一种固体物质，则280-943过程中发生反应的化学方程式为 。（3）草酸锰受热可生成MnO2，MnO2是一种重要的无机功能材料，在硫酸锰溶液中加入NaClO可生成MnO2和Cl2，请写出向硫酸锰溶液中加入NaClO时发生反应的化学方程式 。3【2010江苏理综化学18（12分）】正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4) 2Fe(SO4) 2、H3 PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80真空干燥、高温成型而制得。 共沉淀反应投料时，不将( NH4)2Fe( SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是： 。 共沉淀反应的化学方程式为 。高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外，还能 。（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。在上述溶解过程中，S2O32被氧化成SO42，LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为 。Co( OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290时已完全脱水，则1000时，剩余固体的成分为 （填化学式）；在350400范围内，剩余固体的成分为 （填化学式）。（变式）8.34g FeSO47H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。请回答下列问题。（1）试确定78时固体物质M的化学式 。（2）取适量380时所得的样品P，隔绝空气加热至650，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，试写出该反应的化学方程式 。巩固练习1硼砂晶体（Na2B4O710H2O）还可制备过硼酸钠，它是一种优良的漂白剂，被广泛应用于洗衣粉、漂白粉、洗涤剂中。巳知纯品过硼酸钠晶体中各元素的物质的量之比为n（Na）：n（B）：n（H）：n（O）l：1：n：7。将制得的纯品样品在70以上加热将逐步失去结晶水，测得纯品质量随温度的变化如下图所示，则T3时所得晶体的化学式为： 。若反应温度控制不当，所得的过硼酸钠晶体中将混有NaBO2，则产品中钠的质量分数 (填“升高”、“降低”或“不变”)。2已知NH4VO3在焙烧过程中150200时先失去氨；在300350再失去水。请在右边座标图中画出加热234g NH4VO3固体质量的减少值W随温度（T）变化的曲线。3PbO2会随温度升高逐步分解，称取23.9g PbO2，其受热分解过程中各物质的质量随温度的变化如右图所示。若在某温度下测得剩余固体的质量为22.94g，则该温度下PbO2分解所得固体产物的组成为 （写化学式），其物质的量之比为 。【2014江苏理综化学18（12分）】（3）为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO20.560L（已换算成标准状况下）。另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量100%）随温度的变化如右图所示（样品在2700C时已完全失去结晶水，6000C以上残留固体为金属氧化物的混合物）。根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH): n(CO32)（写出计算过程）。4.【2014课表2卷27（12分）】（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（）的残留固体，若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2nPbO，列式计算x值和m:n值_ _。答案5701（1）CuSO4H2O （2）CuSO4=CuO + SO3 CuSO45H2O 102（3）Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2+ 2H2O（4）2.210-8 0.2（变式）(1)7.20.1250.175(2)Cu2O、CuO12 (3)50%(1)7.20.1250.175(2)Cu2O、CuO12(3)50%2（1）CaC2O4 CaCO3 （2）CaC2O4H2OCaC2O4十H2O 乙 (3) CaC2O4CaCO3 CO （4）由图读得分解产物C的质量约为38 mgC的相对分子质量56 （或56） 由此推断C的化学式是CaO （变式）（1）MnC2O4； MnO（2）3MnO1/2O2Mn3O4（3）MnSO4 + 2NaClO = MnO2 + Cl2 + Na2SO43. (12分) （1）Fe2+在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可） (NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4= LiFePO4+2NH4HSO4 +H2O 与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化（凡合理答案均可） （2）8LiCoO2+Na2S2O3 +11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O CoO Co2O3 Co3O4（变式）（1）FeSO44H2O（2分） （2）2FeSO4=Fe2O3+SO2+SO3（2分）巩固练习1. NaBO3H2O 升高 3. Pb2O3和Pb3O4 1：1 2. 3.（3）根据二氧化碳的体积求出二氧化碳的质量，根据270-600失去结晶水放出二氧化碳和水，根据质量分数变化可以求出水的质量，进一步求出水的物质的量，根据氢氧根的物质的量与水的关系，和二氧化碳与碳酸根的物质的量之间的关系即可求解。n（CO2）=0.560L/22.4L.mol-1=2.5010-2mol m(CO2)=2.5010-2mol44g/mol=1.10g在270-600之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出二氧化碳和水，m(CO2)+m