1、 熱重分析中的物質(zhì)成分的判斷目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1 考查熱重曲線中物質(zhì)組成的判斷高頻考點2 考查熱重曲線中方程式的書寫正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶1. 結(jié)晶水合鹽受熱分解步驟加熱結(jié)晶水合鹽反應(yīng)可分三步進行：第一步是脫去部分水，第二步是生成羥基鹽或含水鹽，第三步是生成金屬氧化物；如果熱重實驗的氣氛為空氣，則加熱過程中可能被氧化，反應(yīng)將變得更復(fù)雜一些。2.熱重曲線試題分類（1）從失重的方式來分，熱重曲線類試題可分為兩類：第一類，試樣發(fā)生分解反應(yīng)，以脫水、分解等方式失重，氣氛物質(zhì)不參加反應(yīng)；第二類，試樣

2、發(fā)生氧化、還原等反應(yīng)，以氧化、還原等方式失重。當然也有試題形式上是兩者的結(jié)合，但本質(zhì)上可以分步處理，故仍屬于上述類型。（2）根據(jù)熱重實驗所選試樣是否已知，熱重曲線類試題可分為兩類：第一類以已知試樣確定產(chǎn)物組成的目標思維法試題；第二類以未知試樣需要確定組成的逆向思維法試題。3.熱重曲線圖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)Y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

3、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。4.解題的方法思路(1)設(shè)晶體為1 mol，其質(zhì)量為m。(2)失重一般是先失水，再失非金屬氧化物。(3)計算每步固體剩余的質(zhì)量(m余)m余m100%=固體殘留率。(4)晶體中金屬質(zhì)量不再減少，仍在m余中。(5)失重

4、最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量守恒得m氧，由n金屬 QUOTE n氧，即可求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式。(6)根據(jù)失重后物質(zhì)的化學(xué)式，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。第三部分：典型例題剖析高頻考點1 考查熱重曲線中物質(zhì)組成的判斷例1.正極材料為LiCoO2的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進一步發(fā)展。Co(OH)2在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化曲線如圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290 時已完全脫水，則1 000 時，剩余固體成分為_(填化學(xué)式，下同)；在350400 范圍內(nèi)，剩余固體成分為_。Co(OH)2的熱重曲線【解析】Co(OH)2的摩爾質(zhì)量為93 g/mol，設(shè)Co(O

5、H)2的物質(zhì)的量為1 mol，則C點1 000 時失重的質(zhì)量為1 mol93 g/mol(180.65%)18 g，即1 mol H2O，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)方程式為Co(OH)2CoOH2O。1 000 時剩余固體的成分為CoO。B點500 時失重的質(zhì)量為1 mol93 g/mol(186.38%)12.7 g。已知290 時Co(OH)2已完全脫水，1 mol Co(OH)2脫水成CoO時應(yīng)失重的質(zhì)量為18 g，因為500 時失重的質(zhì)量不到18 g，所以一定有氧氣進入，使鈷元素的化合價發(fā)生了變化。進入氧元素的物質(zhì)的量為n(O)eq f(18 g12.7 g,16 g/mol)eq f

6、(1,3) mol，即可表述為CoOOeq f(1,3)，整理得化學(xué)式為Co3O4。同理，A點290 時失重的質(zhì)量為1 mol93 g/mol(189.25%)10 g，進入氧元素的物質(zhì)的量為n(O)eq f(18 g10 g,16 g/mol)0.5 mol，即可表述為CoOO0.5，整理得化學(xué)式為Co2O3。所以在350400 范圍剩余固體是Co3O4和Co2O3的混合物?！敬鸢浮緾oOCo3O4和Co2O3【名師點睛】本題是固體試樣以氧化、還原等方式失重的熱重曲線試題考查某溫度時物質(zhì)組成的判斷，分析時要注意空氣中的氧氣參與反應(yīng)，不完全是分解反應(yīng)的結(jié)果。例2.隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其

7、化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽為“合金的維生素”。經(jīng)過熱重分析測得：NH4VO3在焙燒過程中，固體質(zhì)量的減少值(縱坐標)隨溫度變化的曲線如圖所示。則NH4VO3在分解過程中_。A先分解失去H2O，再分解失去NH3B先分解失去NH3，再分解失去H2OC同時分解失去H2O和NH3 D同時分解失去H2、N2和H2O【解析】NH4VO3的摩爾質(zhì)量為117 g/mol，設(shè)NH4VO3物質(zhì)的物質(zhì)的量為1 mol，則210時失重的質(zhì)量為1 mol117 g/mol(185.47%)17 g。NH3的摩爾質(zhì)量為17 g/mol，所以先分解失去NH3。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)方程式為NH4VO3eq o(=

8、,sup7(210)HVO3NH3。即可確定選B。380 時失重的質(zhì)量為1 mol117 g/mol(177.78%)26 g。在第一次失重的基礎(chǔ)上，第二次又失去的質(zhì)量為26 g17 g9 g。H2O的摩爾質(zhì)量為18 g/mol，所以再分解失去0.5 mol H2O。根據(jù)質(zhì)量定律守恒，化學(xué)方程式為2HVO3eq o(=,sup7(380 )V2O5H2O。確定B選項正確?！敬鸢浮緽【名師點睛】本題是固體試樣以脫水、分解等方式失重的熱重曲線試題考查某溫度時分解產(chǎn)物組成的判斷，分析時要注意空氣中的氧氣并未參與反應(yīng)，完全是分解反應(yīng)的結(jié)果。例3.MnCO3可用作電訊器材元件材料，還可用作瓷釉、顏料及制

9、造錳鹽的原料。它在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價態(tài)錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化，如圖所示。則300 時，剩余固體中n(Mn)n(O)為_；圖中C點對應(yīng)固體的成分為_(填化學(xué)式)。MnCO3的熱重曲線【解析】MnCO3的摩爾質(zhì)量為115 g/mol，設(shè)MnCO3的物質(zhì)的量為1 mol，則A點300 時失重的質(zhì)量為1 mol115 g/mol(175.65%)28 g。已知CO的摩爾質(zhì)量是28 g/mol，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，分解化學(xué)方程式為MnCO3MnO2CO。所以A點300 時固體成分的化學(xué)式為MnO2。則n(Mn)n(O)為12。B點770 時失重的質(zhì)量為1 mol115 g/mol(16

10、6.38%)38.7 g。由于300 時固體的成分為MnO2，再加熱造成失重的原因只能是氧元素以O(shè)2的形式逸散失去，隨著氧元素的失去，錳的化合價也發(fā)生了變化。因此失去氧元素的物質(zhì)的量為n(O)eq f(38.7 g28 g,16 g/mol)eq f(2,3) mol，可表示為MnO(2eq f(2,3)，整理得化學(xué)式為Mn3O4。D點900 時失重的質(zhì)量為1 mol115 g/mol(161.74%)44 g。失去的n(O)eq f(44 g28 g,16 g/mol)1 mol，可表示為MnO(21)，整理得化學(xué)式為MnO。所以C點時固體物質(zhì)正從Mn3O4轉(zhuǎn)化為MnO，此時為Mn3O4與M

11、nO的混合物?！敬鸢浮?2Mn3O4與MnO【名師點睛】本題是固體試樣先以脫水、分解等方式失重后，又以氧化、還原等方式失重的熱重曲線試題考查某溫度時分解產(chǎn)物組成的判斷，分析時要注意分析以分解方式失重與氧化、還原等方式失重的區(qū)別，采用不同方法進行分析解決問題。【變式訓(xùn)練】為研究一水草酸鈣(CaC2O4H2O)的熱分解性質(zhì)，進行如下實驗：準確稱取36.50 g樣品加熱，樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質(zhì)量固體樣品的起始質(zhì)量100%)隨溫度的變化如圖所示。(1)300 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)?！窘馕觥?1)n(

12、CaC2O4H2O)=36.50 g146 gmol-1=0.25 mol，含有m(H2O)=0.25 mol18 gmol-1=4.50 g，在300 時，m(剩余)m(起始)100%=87.67%，m(剩余)=36.50 g87.67%32 g，減少的質(zhì)量為36.50 g-32 g=4.50 g，故此時失去全部的結(jié)晶水，殘留固體為CaC2O4；在900 時，m(剩余)m(起始)100%=38.36%，m(剩余) =36.50 g38.36%14 g，其中Ca的質(zhì)量沒有損失，含m(Ca)=0.25 mol40 gmol-1=10 g，另外還含有m(O)=14 g-10 g=4 g，n(O)=

13、4 g16 gmol-1=0.25 mol，則n(Ca)n(O)=11，化學(xué)式為CaO。(2)在600 時，m(剩余)m(起始)100%=68.49%，m(剩余)=36.50 g68.49%25 g，從300 至600 時，失去的總質(zhì)量為32 g-25 g=7 g，失去物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為7 g0.25 mol=28 gmol-1，所以600 時殘留固體成分為CaCO3，則500 時殘留固體的成分為CaC2O4和CaCO3的混合物，樣品中CaC2O4H2O的物質(zhì)的量n(CaC2O4H2O)=36.50 g146 gmol-1=0.25 mol，設(shè)混合物中CaC2O4和CaCO3的物質(zhì)的量分別為x

14、mol和y mol，根據(jù)500 時固體總質(zhì)量可得128x+100y=36.50 g76.16%，根據(jù)鈣元素守恒可得x+y=0.25，解得x0.10，y0.15，m(CaC2O4)=0.10 mol 128 gmol-1=12.80 g，m(CaCO3)=0.15 mol100 gmol-1=15.0 g，500 時固體的成分為12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。答案：(1)CaC2O4CaO(2)12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。高頻考點2 考查熱重曲線中方程式的書寫例4.在空氣中加熱10.98 g草酸鈷晶體(CoC2O42H2O)樣品，受熱過程中不同溫度

15、范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如表。溫度范圍/固體質(zhì)量/g1502108.822903204.828909204.50(1)加熱到210 時，固體物質(zhì)的化學(xué)式為_。(2)經(jīng)測定，加熱到210320過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。【解析】(1)CoC2O42H2O失去全部結(jié)晶水的質(zhì)量為10.98147183 g=8.82 g，即加熱到210 時，固體物質(zhì)是CoC2O4。(2)根據(jù)元素守恒，n(CO2)=(8.821472) mol=0.12 mol，質(zhì)量為0.12 mol44 gmol-1=5.28 g，固體質(zhì)量減少(8.82-4.82) g =4.00

16、 g，說明有氣體參加反應(yīng)，即氧氣參加，氧氣的質(zhì)量為(5.28-4.00) g=1.28 g，其物質(zhì)的量為1.2832 mol=0.04 mol，n(CoC2O4)n(O2)n(CO2)=8.821470.040.12=0.060.040.12=326，依據(jù)原子守恒，3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。【答案】(1)CoC2O4 (2)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2【名師點睛】本題是固體試樣先以脫水、分解等方式失重后，又以氧化、還原等方式失重的熱重曲線試題考查某溫度時分解產(chǎn)物組成的判斷，分析時要注意分析以分解方式失重與氧化方式失重的區(qū)別，采用不同方法進行分析解決問題。1502

17、10為脫水失重，得到的固體產(chǎn)物為CoC2O4；290320為氧化、分解失重，得到的固體產(chǎn)物為Co3O4；890920為分解失重，得到的固體產(chǎn)物為CoO。【變式訓(xùn)練1】下圖是1.00g 晶體放在坩堝里從25徐徐加熱至700分解時，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量（m）隨溫度（t）變化的關(guān)系曲線。(已知100以上才會逐漸失去結(jié)晶水，并約在230時完全失去結(jié)晶水) 試回答下列問題：(1)中=_。(2) 通過計算確定C點固體物質(zhì)的化學(xué)式_(要求寫出推斷過程)；(3) 通過計算確定從E點到F點過程中的化學(xué)方程式 (要求寫出推斷過程)。解析：（1）+ 144+18ng 1.00g (1.00-0.76) g= =2 (

18、2) 解法一：+ 148g 1.00g (1.00-0.88) g= B點固體的化學(xué)式為（沒有推斷過程，答案正確也不給分）解法二：+ 112 0.76g (0.88-0.76) g= B點固體的化學(xué)式為（沒有推斷過程，答案正確也不給分）（3）X(s)+Y+ Z應(yīng)為Mg之元素的或其他元素組成化合物，利用Mg的原子守恒。= =40 可推測出X即為MgO，而完整的化學(xué)方程式為MgO+CO+ CO2(沒有推斷過程，答案正確也不給分) 【答案】（1）2 (2) （3）MgO+CO+ CO2【變式訓(xùn)練2】稱取3.60 g草酸亞鐵晶體(FeC2O42H2O，相對分子質(zhì)量是180)用熱重法對其進行熱分解，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，請分析圖并回答下列問題：過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。300 時剩余固體只有一種且是鐵的氧化