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热重法的快速求算

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文档ID:200315959
热重法的快速求算_第1页
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快速掌握热重分析法,1.温度质量图(T-m图),草酸钙晶体(CaC2O4H2O)在氮气氛围中的热重曲线如图所示:,第一个平台为初始物质及质量即:100 以前为100g CaC2O4H2O,第二个平台为第一次失重后得到的物质及质量 即:100 226 之间失重,失去质量占试样总质量的12.3%,相当于1 mol CaC2O4H2O失去1 mol H2O,则所得物质为87.7g CaC2O4,第三个平台为第二次失重后得到的物质及质量 即:346420 之间 之间失重,失去质量占试样总质量的19.2%,相当于1 mol CaC2O4分解出1 mol CO,则所得物质为68.5g CaCO3,第四个平台为第三次失重后得到的物质及质量 即 660840 之间失去的质量占试样总质量的30.1%,相当于1 mol CaCO3分解出1 mol CO2, 则第四个平台所得物质为38.4g CaO横坐标为温度,纵坐标为固体质量,例 1. 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_;200时固体物质N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_。

n(FeSO47H2O)=8.34g/278g.moL-1=0.03mol,铁元素守恒法:,差量法:,= 1.62:1.62:0.54= 3:3:1,失重比:,即:失水比:3:3:1,FeSO4H2O,FeSO44H2O,FeSO4,FeSO44H2O,设Q为FeOx,n(FeSO47H2O)=n(FeOx)=0.03mol,2.4g/(56+16x)g.mol-1=0.03mol,x=1.5,Fe:O =1:1.5=2:3,Q为Fe2O3,Fe2O3,+SO3,2,+SO2,FeSO4H2O,1.温度质量图(T-m图),12019全国卷,27(5)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 1.5 个结晶水,失重 5.6%硫酸铁铵晶体的化学式为_NH4Fe(SO4)212H2O,失重百分数= m失重/m初始100%,解:,m初始=m失重/失重百分数=1.518/ 5.6%=482,NH4Fe(SO4)2xH2O式量为482,17+56+96x2+18x=482,x=12,硫酸铁铵晶体的化学式 NH4Fe(SO4)212H2O,(已知硫酸铁铵晶体式量482),硫酸铁铵晶体的化学式为 NH4Fe(SO4)2xH2O,思 路,设定未知化学式,依据失重率确定晶体的式量M,依据晶体的式量M求算结晶水数目,确定化学式,总结:惰性气体氛围中加热分解 空气氛围中加热分解,2.温度固体残留率图(T-m%图),草酸钙晶体(CaC2O4H2O)在氮气氛围中的热重曲线如图所示:,100 之前失重率 (100-87.7)%=12.3%,横坐标为温度,纵坐标为固体残留率,固体残留率 %,346420 之间失重率 (87.7-68.5)%=19.2%,660840 之间失重率 (68.5-38.4)%=30.1%,设为CaC2O4H2O1mol,则其质量为146g,M N Q,CaC2O4H2O,146g,146g87.7% =128g,146g68.5% =100g,146g38.4% =56g,CaC2O4,CaCO3,CaO,草酸钙晶体(CaC2O4H2O),CaC2O4,CaCO3,CaO,失水,失CO,失CO2,草酸钙晶体(CaC2O4H2O),CaC2O4,CaCO3,CaO,失水,进O2, 失CO2,失CO2,钙元素守恒,(2019江苏单科,20,节选)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。

(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用 CaC2O4H2O热分解可制备CaO,CaC2O4H2O加热升温过程中固体的质量变化如图1CaC2O4H2O热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔,写出400600 范围内分解反应的化学方程式: 与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4H2O热分解制备的 CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是,草酸钙晶体(CaC2O4H2O),CaC2O4,CaCO3,CaO,失水,失CO,失CO2,失1molCO2,失1molCO +1molCO2+1molH2O(g),如何理解?,说明制得的CaO更加疏松多孔, 也就是固体失去的气体更多,看清纵坐标的含义,秒答,2(2014全国1卷)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%即(样品起始质量(样品起始质量a点固体质量)100%)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mn值_根据mPbO2nPbO,,失重质量分数即为失去的氧的质量分数,设为PbO21mol, 即239g/mol,失重4.0%,即失氧 4.0%,即为:2PbO23PbO,2:3,纵坐标为固体失重质量分数(失重率),热分解全过程热重线,n(Pb)=0.1mol守恒,,n(O)=0.2mol,(已知:M(PbO2)=239g/mol),要点: 1.铅元素守恒,质量不变,物质的量不变。

2.整个过程各个温度段内,失重均为氧的质量,A点:固体减少(O)=23.9-23.1=0.8g,即失O=0.05mol 剩余n(O)=0.2-0.05=0.15mol;,n(Pb):n(O)=0.1:0.15=2:3,即A为Pb2O3,B点:固体减少(O)=23.9-22.83=1.07g,即失O0.067mol 剩余n(O)0.2-0.067=0.133mol;,n(Pb):n(O)=0.1:0.1=1:1,即B为Pb3O4,C点:固体减少(O)=23.9-22.3=1.6g,即失O=0.1mol 剩余n(O)=0.2-0.1=0.1mol;,n(Pb):n(O)=0.1:0.1333:4,即C为PbO,Pb2O3,Pb3O4,PbO,Pb2O3,PbO,思 路,根据n=m/M求出起始固体n 进一步确定 n(Pb)与n(O),根据n(失重O)=(m起始-m剩余)/M(O) 确定失去的n(O),根据n(剩余O)=(n起始-n失去) 确定剩余的n(O),根据n(Pb):n(O)剩余, 确定两种原子的个数比, 得到对应物质的化学式,n(Pb)不变,每步失去的均是n(O),思考1: 交点成分?量值关系?,原则,思考2: 各线段 说明什么?,热重分析法确定化学式的思路:,反 应,气 氛,纵坐标,计 算,结晶 水合物,含部分结晶水盐,分步失水,无水盐,金属氧化物,失水,热分解,其他 金属氧化物,转化,一般失重为:COXSOXNOXNH3,空气(氧气):,氧化还原反应。

一般O2会参与反应,分解反应惰性气体(如He /Ar/N2):,质量:,固体残留率:,一般常用差量法,一般常用元素守恒法,简捷约算法,固体失重率:,一般常用元素守恒法,1为确定 NVCO化学式可表示为(NH4)a(VO)b(CO3)c(OH)d10H2O的组成,进行如下实验: 称取 2.130 g 样品与足量 NaOH 充分反应,生成 NH3 0.224 L(已换算成标准状况下) 另取一定量样品在氮气氛围中加热,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%) 随温度的变化如下图所示 (分解过程中各元素的化合价不变) 根据以上实验数据计算确定 NVCO 的化学式(写出计算过程),化学式的确定难度升级,(NH4)a(VO)b(CO3)c(OH)d10H2O,设 NVCO 的摩尔质量为 M gmol1,89时,失水为10-2=8,,b (5132 )/106546.76% 可得 b 6;,367时,得VO2,V+4价,,最终所得VO2残留率46.76%,解得 a5,,n(NH3),0.224L 22.4mol.L1,0.01 mol,由,+1,+2,-1,-2,(+1)a+(+2)b+(-2)c+(-1)d=0,18a67b60c17d1801 065,V相对原子质量为 51,化学式为(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)910H2O,解得 c4,d9,将 a5,b6,c4,d9 代入化学表达式,,列式,b 6,a5,则晶体中“VO”为+2价,,。

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