2023届高中化学人教版二轮专题复习第59讲-热重曲线（练习）

第59讲-热重曲线分析1.【2011全国卷】0.80gCuSO4·5H2O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。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0.10mol·L-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+）=________________mol·L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。若在0.1mol·L-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_______mol·L-1。2.(2019·全国卷Ⅰ，27(5))硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。3.(2021·湖南衡阳一中模拟，节选)MnCO3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。(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)。4.随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中下列说法正确的是()A．先分解失去H2O，再分解失去NH3B．先分解失去NH3，再分解失去H2OC．同时分解失去H2O和NH3D．同时分解失去H2、N2和H2O5．在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是()A．0～T℃的过程变化是物理变化B．c点物质是工业上冶炼铝的原料C．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－=Al(OH)36．8.34gFeSO4·7H2O(M=278g·mol-1)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)如图所示,下列说法正确的是()A．温度为78℃时,固体物质M的化学式为FeSO4·5H2OB．温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4·2H2OC．在隔绝空气条件下,由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2OFeSO4+H2OD．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，Q的化学式为Fe3O47．将草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)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，300～460℃范围内，发生反应的化学方程式为_______________________________________。8．在空气中加热10.98g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/g150～210290～320890～920(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____________________________________。9．CoC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)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225～300℃发生反应的化学方程式：____________________________________。10.碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成0.560LCO2(已换算成标准状况下)。②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(固体样品的剩余质量,固体样品的起始质量)×100%))随温度的变化如图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水，600℃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(COeq\o\al(2－,3))＝________。第59讲-热重曲线分析答案及解析1.答案(1)CuSO4·H2OCuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O+nH2O

25018n－＝

n＝4(2)CuSO4CuO+SO3↑，CuSO4·5H2O，102℃

(3)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+H2O(4)2.2×10－8，【解析】胆矾分解规律：8.0g胆矾分解生成硫酸铜5.12g、生成氧化铜2.56g，由此确定258℃的固体是硫酸铜。(1)由图分析可知，CuSO4·5H2O受热到102℃时开始脱水分解，113℃时可得到较稳定的一种中间物，到258℃时才会继续分解。在200℃时失去的水的质量为，有差量法可以计算。CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O+nH2O

25018n－0.57g＝

n＝4(2)根据分析知道270℃样品是硫酸铜，570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，是CuO和SO3。CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，蒸发浓缩的晶体为CuSO4·5H2O。其存在的最高温度为102℃。(3)SO3与水反应生成硫酸，与铜加热反应：2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+H2O(4)根据溶度积的概念可以直接计算。pH＝8时，c(OH－)＝10－6，由c(Cu2+)·c(OH－)2＝Ksp[Cu(OH)2]可得，c(Cu2+)＝(2.2×10－20)/10－12＝2.2×10－8。在0.1mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，溶液中溶质为硫酸，c(SO42－)不变，为0.1mol·L－1，c(H+)为0.2mol·L－1。2.【答案】NH4Fe(SO4)2·12H2O【解析】样品加热到150℃时失掉个结晶水，发生变化：NH4Fe(SO4)2·xH2O→NH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O＋2O。固体失重5.6%，即失去水的质量占样品总质量的5.6%，列出关系式：eq\f(1.5×18,266＋18x)×100%＝5.6%，解得x＝12，故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。3.【答案】（1）1∶2（2）Mn3O4与MnO【解析】MnCO3-C11571（61.74%）说明900℃时的固体是MnO设MnCO3的物质的量为1mol，即质量为115g。(1)A点失重质量为115g×（1-75.65%）≈28g，可知MnCO3失去的组成为“CO”，故剩余固体的成分为MnO2，n(Mn)∶n(O)为1∶2。(2)C点剩余固体的成分为MnO，同理，B点教A点失重115g×（75.65-66.38%）＝，n（O）=0.67，B点化学式MnO（），则n(Mn)∶n(O)＝eq\f(55,55)∶eq\f(21.337,16)≈3∶4，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。4．【答案】B117100（85.47%）91（77.78%117100（85.47%）91（77.78%）确定A点是偏钒酸，失去NH3.点是五氧化二钒B点是五氧化二钒，A到B是失水的过程。所以B选项正确。5．【答案】B【解析】NH4Al(SO4)2·12H2O→NH4Al(SO4)2→12Al2(SO4)3→12Al2因为a点物质为NH4Al(SO4)2，则0～T℃的过程变化是失去结晶水生成NH4Al(SO4)2，是化学变化，A项错误；b点物质为硫酸铝，继续加热分解则在c点生成氧化铝，所以c点物质是工业上冶炼铝的原料，B项正确；a→b发生的反应为硫酸铝铵分解生成硫酸铝、氨气和硫酸，C项错误；硫酸铝能够净水，其原理是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性可以吸附水中悬浮的杂质，D项错误。6．【答案】C【解析】FeSO4·7H2O→FeSO4→12Fe2O27815280为计算简便纵坐标都除以0.03，纵坐标M、N、P、Q的质量依次为224、170、152和80。由此确定P点是硫酸亚铁，Q点是三氧化二铁M点质量减少54，失去3个结晶水，故78℃时,M的化学式为FeSO4·4H2O,故A错误；N点对于M减少54，又失去3个结晶水，则化学式为FeSO4·H2O,故B错误;N点到P点质量减少18，又失去1个结晶水，在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2OFeSO4+H2O，故C正确；Q的化学式为Fe2O3,故D错误。7．【答案】ZnC2O4eq\o(=,\s\up7(△))ZnO＋CO↑＋CO2↑【解析】ZnC2O4·2H2O→ZnC2O4→ZnCO3→ZnO189153（80.95%）12581（42.86%）由此确定A点是草酸锌，B点是氧化锌，则化学方程式为ZnC2O4eq\o(=,\s\up7(△))ZnO＋CO↑＋CO2↑。8.【答案】(1)CoC2O4(2)3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋6CO2【解析】CoC2O4·2H2O→CoC2O4→CoCO3→Co计算简便所有数字0.06温度范围/℃固体质量/g固体成分150～210147CoC2O4290～32080.33890～92075CoO（1）即加热到210℃时，固体物质是CoC2O4。（2）Co和O的个数之比为：1:80.33-5916=3:4，所以290～320℃生成固体成分是Co3O4。依据原子守恒，3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋6CO2。9．【答案】Co3O4(写成CoO·Co2O3亦可)3CoC2O4＋2O2eq\o(=,\s\up7(225～300℃))Co3O4＋6CO2【解析】CoC2O4·2H2O→CoC2O4→CoCO3→Co了计算的简便题目中各数字乘以10，则A、B点固体成分是CoC2O4，C点应为钴的氧化，Co的物物质的量为1mol，CoxOy中氧的物质的量为80.3-59所以eq\f(x,y)＝≈eq\f(3,4)，其化学式为Co3O4。-H2O-CO-H2O-CO2【解析】MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O→MgaAlb(OH)c(CO3)daMgO▪b2Al2O33.390g样品与足量的稀盐酸充分反应，生成CO2体积为0.560L(标准状况)。n(CO2)＝e