新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 熱重分析計算應(yīng)用 學(xué)案

熱重分析計算

［高考引領(lǐng)］

采用熱重分析法測定硫酸鐵鍍［NH4Fe(SCU)2?xHzOJ晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù)，將樣品

加熱到150℃時失掉個結(jié)晶水，失重5.6%o硫酸鐵核晶體的化學(xué)式為

___________________________________________________________________________O

解析：失重5.6%是質(zhì)量分數(shù)，設(shè)結(jié)晶水合物的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2?XH20,由題意知

=益，解得了七12。

答案：NH4Fe(SO4)2?12H2O

I必備知識］

熱重分析的解題思路

(1)設(shè)晶體為1mol(.

(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。

“7(剩)

⑶計算每步的M剩余)，丁八|商品左前前?-X100%=固體殘留率。

(4)晶體中金屬質(zhì)量不減少，仍在加(剩余)中。

(5)失重最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量守恒得m(O),由〃(金屬)："(O),即可求出失重

后物質(zhì)的化學(xué)式。

［關(guān)鍵能力］

，剩余固體質(zhì)量、

［典題示例JCo(OH)2在空氣中加熱時，固體殘留率(原據(jù)固體胃至X100%)隨溫度變

化的曲線如圖所示。已知鉆的氫氧化物加熱至290℃時已完全脫水，貝1」1000℃時，剩余固

體為(填化學(xué)式，下同)；A點、B點對應(yīng)的固體分別為、?

1

C00

帕

E

父90

母80

運

02004006008001000

溫度/C

［解題流程］

該點已完全脫水，理論上失去ImolII2。，得到1molCoO,

失去的質(zhì)量為18g,但實際失去的質(zhì)量為93gX(1-89.25%)

^10g,則應(yīng)有氧氣參與反應(yīng)，與起始時相比增加的氧元素

18g-10g

的物質(zhì)的量n(O)=---------=0.5moL可表不為CoOO,

一16mol105

整理得Co2O3,

假設(shè)Co(OH)2為1mol,質(zhì)量為93夕//

100

c與起始時相比，

<該點失去的質(zhì)

曲8(500,86.38)

90量為93gX(l

望-80.65%)~18g,

及71(290,89.25)

亙x即1molH2O,剩

80-余固體為C。。

C(1000,80.65)

0200/4006008001000

溫度2

與起始時相比，該點失去的質(zhì)量為93gX(1-86.38%)=

12.7g,類比A點分析知，增加的領(lǐng)元素的物質(zhì)的量:幾(O)=

18g-12.7g1__

運病弋3m°L可表示為CoO-Oi,整理得Co3O4

［答案ICoOCO2O3CO3O4

［規(guī)律方法］

熱重曲線的分析方法

坐標曲線題解題時可以拆分為識圖、析圖、用圖三個步驟。其中識圖是基礎(chǔ)，析圖是關(guān)

鍵，用圖是目的。

(1)識圖。識圖的關(guān)鍵是三看：一看軸即橫、縱坐標所表示的化學(xué)含義(自變量x軸和函

數(shù))，軸表示的意義)，尋找x、y軸之間的關(guān)系，因為這是理解題意和進行正確思維的前提;

二看點即曲線中的特殊點(頂點、始點、終點、拐點、交叉點)；三看線即曲線的走勢(變化趨

勢是上升、下降、波動、正態(tài)、偏態(tài)等變化)。

(2)析圖。分析圖中為什么會出現(xiàn)這些特殊點，曲線為什么有這樣的變化趨勢和走向，分

析曲線變化的因果關(guān)系；通過聯(lián)想，把課本內(nèi)的有關(guān)化學(xué)概念、原理、規(guī)律等與圖中的曲線

和相關(guān)點建立聯(lián)系。

(3)用圖。將相關(guān)的化學(xué)知識與圖中曲線緊密結(jié)合，在頭腦中構(gòu)建新的曲線——知識體

系，然后運用新的曲線——知識體系揭示問題的實質(zhì)，解決實際問題。

I題組訓(xùn)練I

1.CoCb?6H2O晶體受熱易分解，取119g該晶體加熱至某一溫度，得到CoC—HkO

晶體83g,則*=。

解析：119g該晶體的物質(zhì)的量為”9g=mol,含水3mol,加熱后失去結(jié)晶

水的質(zhì)量為119g—83g=36g,〃(&0)=]8=2mol,貝(molCoCb?尤比0含水為

3mol—2mol=1mol,所以％=2。

答案：2

2.為研究一水草酸鈣(CaC2O「H?O)的熱分解性質(zhì)，進行如下實驗：準確稱取g樣品

，固體樣品的剩余質(zhì)量)

加熱，樣品的固體殘留率蠲莓瑞贏尚多X100%J隨溫度的變化如圖所示。

02004006008001000

溫度/P

(D300C時殘留固體的成分為,900℃時殘留固體的成分為。

(2)通過計算求出500℃時固體的成分及質(zhì)量(寫出計算過程)。

解析：(l)〃(CaC2O4?H2O)==mol,m(H2O)=molXI8gmor'=g,在300℃時，樣

品的固體殘留率為87.67%,則固體樣品的剩余質(zhì)量為gX87.67%?g,減少的質(zhì)量為g-

g=g,故此時失去全部的結(jié)晶水，殘留固體為CaC2O4；在900℃時，樣品的固體殘留率為

38.36%,則固體樣品的剩余質(zhì)量為gX38.36%Qg,其中Ca的質(zhì)量沒有損失，皿Ca)=

molX40g,mor'=g,其余g為O的質(zhì)量，〃(O)==mol,則"(Ca)："(0)=1：1,化學(xué)

式為CaOo

(2)在600℃時，樣品的固體殘留率為68.49%,則固體樣品的剩余質(zhì)量為gX68.49%^