2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练:第3章 专题突破11 热重分析判断物质成分

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2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练:第3章 专题突破11 热重分析判断物质成分

www.ks5u.com 专题突破11 热重分析判断物质成分 方法思路 ‎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)‎ ×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。‎ ‎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量为×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,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如下图所示。‎ 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 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/℃‎ 固体质量/g ‎150~210‎ ‎8.82‎ ‎290~320‎ ‎4.82‎ ‎890~920‎ ‎4.50‎ ‎(1)加热到210 ℃时,固体物质的化学式为______________________________________。‎ ‎(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+2O2Co3O4+6CO2‎ 解析 (1)CoC2O4·2H2O失去全部结晶水的质量为10.98× 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)=×2 mol=0.12 mol,质量为0.12 mol×44 g·mol-1=5.28 g,而固体质量减少为(8.82-4.82)g=4.00 g,说明有气体参加反应,即氧气参加,氧气 的质量为(5.28-4.00)g=1.28 g,其物质的量为 mol=0.04 mol,n(CoC2O4)∶n(O2)∶n(CO2)=∶0.04∶0.12=3∶2∶6,依据原子守恒,3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。‎ ‎5.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,‎ 则n(Mn)∶n(O)=∶=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 g,‎ 因m(Mn)=55 g,则m(O)=76 g-55 g=21 g,‎ 则n(Mn)∶n(O)=∶=3∶4,‎ 故剩余固体的成分为Mn3O4,‎ 因D点介于B、C之间,故D点对应固体的成分为Mn3O4与MnO的混合物。‎
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