新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：微专题·大素养 6 金属化合物的热重分析法

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金属化合物的热重分析法
【知识基础】
热重分析法的一般思路
1．设晶体为1 ml，其质量为m。
2．失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
3．计算每步固体剩余的质量(m余)
eq \f(m余,m)×100%＝固体残留率。
4．晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。
5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属n氧，即可求出失重后物质的化学式。
【素养专练】
1．在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CC2O4·2H2O)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。
(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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取23.9 g PbO2，将其加热分解，受热分解过程中固体质量随温度的变化如图所示。
A点与C点对应物质的化学式分别为________________、________________。
3．在焙烧NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210 ℃时，剩余固体物质的化学式为________。
4．将Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为404 g·ml－1)在空气中加热，样品的固体残留率(eq \f(固体样品的剩余质量,固体样品的起始质量)×100%)随温度的变化如下图所示。
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
5．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。则
(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)。
微专题·大素养⑥
【素养专练】
1．解析：(1)CC2O4·2H2O失去全部结晶水的质量为10.98×147183g＝8.82 g，即加热到210 ℃时，固体物质是CC2O4。(2)根据元素守恒，n(CO2)＝8.82147×2 ml＝0.12 ml，质量为0.12 ml×44 g·ml－1＝5.28 g，而固体量减少为(8.82－4.82) g＝4.00 g，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为(5.28－4.00) g＝1.28 g，其物质的量为1.2832 ml＝0.04 ml，n(CC2O4)n(O2)n(CO2)＝8.821470.040.12＝326，依据原子守恒，3CC2O4＋2O2eq \(===========,\s\up16(210℃～310℃))C3O4＋6CO2。
答案：(1)CC2O4
(2)3CC2O4＋2O2eq \(=============,\s\up16(210℃～310℃))C3O4＋6CO2
2．解析：二氧化铅是0.1 ml，其中氧原子是0.2 m1。A点，固体减少0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是0.15 ml，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是2:3，A点对应的物质是Pb2O3。同理可得出C点对应物质是PbO。
答案：Pb2O3 PbO
3．解析：NH4VO3分解的过程中生成氨气和HVO3，HVO3进一步分解生成V2O5,210 ℃时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为100117×100%≈85.47%，所以210 ℃时，剩余固体物质的化学式为HVO3。
答案：HVO3
4．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808×70.3%≈568，应选B。
答案：B
5．解析：设MnCO3的物质的量为1 ml，即质量为115 g。
(1)A点剩余固体质量为115 g×75.65%≈87 g，
减少的质量为115 g－87 g＝28 g，
可知MnCO3失去的组成为“CO”，
故剩余固体的成分为MnO2。
(2)C点剩余固体质量为115 g×61.74%≈71 g，
据锰元素守恒知m(Mn)＝55 g，
则m(O)＝71 g－55 g＝16 g，
则n(Mn):n(O)＝5555: 1616＝1:1，
故剩余固体的成分为MnO，
同理，B点剩余固体质量为115 g×66.38%＝76.337 g，
因m(Mn)＝55 g，则m(O)＝76.337 g－55 g＝21.337 g，
则n(Mn):n(O)＝5555: 21.33716≈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。
答案：(1)1:2 (2)Mn3O4和MnO
温度范围/℃
固体质量/g
150～210
8.82
290～320
4.82
890～920
4.50