2019届高考化学大一轮复习讲义：第3章 微专题9 热重分析判断物质成分

微专题

方法思路

热重分析判断物质成分

1．设晶体为1 mol，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) 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。

专题训练

1．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下图所示。

A点与C点对应物质的化学式分别为________、______________________________。 答案 Pb2O3 PbO

解析 二氧化铅是0.1 mol，其中氧原子是0.2 mol。A点，固体减少0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是0.15 mol，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。

2．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________。

答案 HVO3

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100

量为117×100%≈85.47%，所以210 ℃时，剩余固体物质的化学式为HVO3。

3．将Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为404 g·mol－1)在空气中加热，样品的固体样品的剩余质量固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。

固体样品的起始质量

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 答案 B

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。

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/℃ 150～210 290～320 890～920

(1)加热到

210 ℃时，固体物质的化学式为

固体质量/g 8.82 4.82 4.50 ___________________________________________。

(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___________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________。

答案 (1)CoC2O4 (2)3CoC2O4＋2O2===Co3O4＋6CO2

147解析 (1)CoC2O4·2H2O失去全部结晶水的质量为10.98×183 g＝8.82 g，即加热到210 ℃时，固体物质是CoC2O4。(2)根据元素守恒，n(CO2)8.82

＝147×2 mol＝0.12 mol，质量为0.12 mol×44 g·mol－1＝5.28 g，固体量减少(8.82－4.82)g＝4.00 g，说明有气体参加反应，即氧气参加，

1.28

氧气的质量为(5.28－4.00)g＝1.28 g，其物质的量为32 mol＝0.04 mol

，

n(CoC2O4)∶n(O2)∶n(CO2)

＝

8.82147

∶0.04∶0.12

＝

0.06∶0.04∶0.12＝3∶2∶6，依据原子守恒，3CoC2O4＋2O2===Co3O4＋6CO2。

5．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

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案 ZnC2O4=====ZnO＋CO↑＋CO2↑

解析 ZnC2O4·2H2O的摩尔质量为189 g·mol－1，ZnC2O4的百分含量153

为189×100%≈80.95%，

81

ZnO的百分含量为189×100%≈42.86%。

△

所以B点的固体为ZnO，化学方程式为ZnC2O4=====ZnO＋CO↑＋

△

CO2↑。

6．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)。 答案 (1)1∶2 (2)Mn3O4和MnO

解析 设MnCO3的物质的量为1 mol，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， 5516

则n(Mn)∶n(O)＝55∶16＝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，