1. 热重分析法由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线如固体物质A热分解反应:A(固)B(固)+C(气)的典型热重曲线如图所示 图中如固体物质A热分解反应:A(固)B(固)+C(气)的典型热重曲线若试样初始质量为W0,失重后试样质量为W1,则失重百分数为100%2.典例分析草酸钙晶体(CaC2O4H2O)在氮气氛围中的热重曲线如图所示:①热重曲线中第一个平台在100 ℃以前为CaC2O4H2O;②在100~226 ℃之间第一次出现失重,失去质量占试样总质量的12.3%,相当于1 mol CaC2O4H2O失去1 mol H2O,即第二个平台固体组成为CaC2O4;③在346~420 ℃之间再次出现失重,失去的质量占试样总质量的19.2%,相当于1 mol CaC2O4分解出1 mol CO,即第三个平台固体的组成为CaCO3;④在660~840 ℃之间出现第三次失重,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,即第四个平台固体组成为CaO以上过程发生反应的化学方程式为CaC2O4H2OCaC2O4+H2O↑;CaC2O4CaCO3+CO↑;CaCO3CaO+CO2↑【特殊】若在空气中CaC2O4受热分解时会发生如下反应:2CaC2O4+O22CaCO3+2CO2。
例题】下图是1.00 g MgC2O4nH2O晶体放在坩埚里从25 ℃缓慢加热至700 ℃分解时,所得固体产物的质量(m)随温度(t)变化的关系曲线已知该晶体100 ℃以上才会逐渐失去结晶水,并大约在230 ℃时完全失去结晶水)试回答下列问题:(1)MgC2O4nH2O中n=________2)通过计算确定C点固体物质的化学式:______________________________________[分析] (1)MgC2O4nH2OMgC2O4+nH2O 112+18n 18n 1.00 g (1.00-0.76)g=,n=22)MgC2O42H2OMgC2O4xH2O+(2-x)H2O 148 18(2-x) 1.00 g (1.00-0.88)g=,x=1B点固体的化学式为MgC2O4H2O[答案] (1)2 (2)MgC2O4H2O【课后练习】1.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(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m∶n值______________2.某小组分析二氧化铅分解产物的组成,取478 g PbO2加热,PbO2在加热过程中发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点为96.66%,则a点固体的化学式为____________已知PbO2与硝酸不反应且氧化性强于硝酸,而PbO是碱性氧化物,能和酸反应,写出a点分解产物与硝酸反应的化学方程式:_______________________________________3.如图是5.12 g Mg(NO3)26H2O样品受热分解时固体质量随温度变化的曲线1)240 ℃时所得固体中OH-与NO的物质的量相同,则该固体的化学式为____________2)300 ℃~400 ℃加热分解得到等物质的量的耐高温固体A和红棕色气体,同时生成一种气体单质该分解反应的化学方程式为______________________________若将生成的红棕色气体和气体单质全部通入水中,恰好完全反应,则该反应的离子方程式为______________________________4.(1)硫酸高铈[Ce(SO4)2]是一种常用的强氧化剂。
将Ce(SO4)24H2O(摩尔质量为404 gmol-1)在空气中加热,样品的固体残留率随温度的变化如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(2)取28.70 g ZnSO47H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示680 ℃时所得固体的化学式为________(填字母)a.ZnO B.Zn3O(SO4)2 C.ZnSO4 D.ZnSO4H2O(3)固体A为生石膏(CaSO42H2O)和不含结晶水且高温时也不分解的杂质生石膏在120 ℃时失水生成熟石膏(2CaSO4H2O),熟石膏在200 ℃时失水生成硫酸钙为测定固体A中生石膏的含量,某科研小组进行了如下实验:称取固体A 180 g置于坩埚中加热,加热过程中固体质量随温度变化记录如图:①实验中每次对固体称量时须在冷却后进行为保证实验结果的精确性,固体冷却时必须防止________________②将加热到1 400 ℃时生成的气体通入品红溶液中,品红褪色写出1 400 ℃时的化学反应方程式:___________________________________________________________________________。
③固体A中生石膏的质量百分含量≈________5.0.80 g CuSO45H2O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是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为________________________________________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____________________________________________________________________________6.工业上用含锰废料(主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下:已知:25 ℃时,部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。
氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mn(OH)2Ksp1.010-334.010-382.010-204.010-14请回答下列问题:(1)沉淀1的化学式为_______________________________________________2)“净化”时,加入(NH4)2S的作用为______________________________3)“酸化、还原”中,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为____________________________________________4)已知:滤液3中除MnSO4外,还含有少量(NH4)2SO4NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲线如甲图所示据此判断,操作“Ⅰ”应为蒸发浓缩、____________、洗涤、干燥5)25.35 g MnSO4H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如乙图所示①300 ℃时,所得固体的化学式为___________________________________②1 150 ℃时,反应的化学方程式为________________________________。
7. 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________________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____________________________________3)某兴趣小组用如图所示装置设计实验,验证(2)中生成的气态物质,并测定已分解的P的质量(不考虑装置内空气的影响)试剂X的名称是_________②按气流方向连接仪器,用字母表示接口的连接顺序:c→__________________③充分反应后,利用装置Ⅲ中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量,其操作步骤为:第一步,向圆底烧瓶内逐滴加入BaCl2溶液,直至沉淀完全;第二步,过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,烘干并冷却至室温,称重;第三步,继续烘干冷却并称量,直至连续两次称量质量差不超过0.1g为止④若最终所得沉淀质量为w g,则已分解的P的质量为__________________(填计算式)8. 0.80 g CuSO45H2O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是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为________________________________________.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0.10 molL-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+)=________molL-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20).若在0.1 molL-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________molL-1.9. 将1.800gFeC2O4•2H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析,测得其热重分析曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示已知:①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物.②500℃之前,该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中,500℃时起,样品池与大气相通.回答下列问题:(1)300℃时是样品脱水的过程,试确定350℃时样品是否脱水完全_____(填“是”或“否”),判断的理由是_____________________________________(要求写出推算过程).(2)400℃时发生变化的化学方程式是_______________________________________.(3)将600℃时样品池中残留的固体隔绝空气冷却至室温,再向该固体中加入一定量的稀盐酸刚好完全溶解,用pH试纸测得所得溶液的pH=3,其原因是_______________________________(用离子方程式回答).向该溶液中滴加适量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,测得此时溶液中铁元素的离子浓度为4.010-10mol•L-1,则此时溶液的pH=__。