高考化学一轮复习微专题4热重曲线分析及其应用学案

这是一份高考化学一轮复习微专题4热重曲线分析及其应用学案，共4页。试卷主要包含了解题思路，实例分析等内容，欢迎下载使用。
热重曲线分析的思维步骤
1．解题思路
(1)设晶体的物质的量为1 ml，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)
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%。
(4)晶体中金属元素质量不会减少，仍在m余中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒可得m氧，由n金属∶n氧，即可求出失重后物质的化学式。
2．实例分析
CaC2O4·H2O在氮气氛围中的热重曲线示意图：
【练真题】
1．(2023·新高考全国乙卷)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如下图所示：
根据上述实验结果，可知x＝________，y＝________。
解析：由题图可知，FeSO4·7H2O―→FeSO4即7个结晶水完全失去时失重比为45.3%，失重比为19.4%时，失去的结晶水数目为 eq \f(19.4%×7,45.3%) ≈3，故x＝7－3＝4，同理可推出y＝7－ eq \f(38.8%×7,45.3%) ≈1。
答案：4 1
2．(2023·新高考辽宁卷)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700 ℃左右有两个吸热峰，此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。
解析：由题图可知，起始时有2.5 mg CuSO4·5H2O，其物质的量是0.01 mml，所含结晶水的质量为0.9 mg，因此固体质量剩余1.6 mg时所得固体为CuSO4；加热过程中Cu元素的质量不变，因此固体质量剩余0.8 mg时所得固体是CuO；结合题图DSC曲线有两个吸热峰可知，700 ℃发生的反应为CuSO4―→CuO＋SO3、SO3―→SO2＋O2，即生成的氧化物除SO2外，还有CuO、SO3。
答案：SO3 CuO
【练模拟】
3．(2024·广州高三阶段训练)过硼酸钠晶体(NaBO3·4H2O)也可用作无毒漂白剂，加热至70 ℃以上会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的曲线如图所示，则T2～T3 ℃所对应的化学方程式为_________________________________________________
__________________________________________________。
解析：30.8 g NaBO3·4H2O的物质的量为 eq \f(30.8 g,154 g/ml) ＝0.2 ml，0～T2 ℃，失去结晶水的质量为30.8 g－27.2 g＝3.6 g，物质的量为0.2 ml，所得晶体为NaBO3·3H2O，T2～T3 ℃失去结晶水的质量为27.2 g－20.0 g＝7.2 g，物质的量为0.4 ml，所得晶体为NaBO3·H2O，所以T2～T3 ℃所对应的化学方程式为NaBO3·3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) NaBO3·H2O＋2H2O。
答案：NaBO3·3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) NaBO3·H2O＋2H2O
4．实验测得25.0 g CuSO4·5H2O受热分解过程中的热重曲线如下图所示。
(1)172 ℃时，剩余固体的化学式为_______________________________________________________。
(2)由胆矾分解制备CuO时，控制的合适温度范围为__________。
解析：(1)25.0 g CuSO4·5H2O的物质的量为0.1 ml，若结晶水全部失去，则剩余固体为0.1 ml CuSO4，质量为16.0 g。由题图可知，172 ℃时，剩余固体的质量为17.8 g＞16.0 g，因此该温度下剩余固体为CuSO4的结晶水合物，由关系式CuSO4·5H2O～CuSO4·xH2O，列式得 eq \f(160＋18x,250) ＝ eq \f(17.8,25.0) ，解得x＝1，故剩余固体的化学式为CuSO4·H2O。(2)由Cu元素守恒可知，25.0 g CuSO4·5H2O能制得8.0 g CuO，由题图可知，控制的合适温度范围为700～810 ℃。
答案：(1)CuSO4·H2O (2)700～810 ℃