热重曲线A4
热重曲线的特点
可以评估材料的热稳定性：通过分析热重曲线的一些特定参数，如失重速率和失重温度，可以评估材料的热稳定性，进而判断其在高温下的应用情况。
4.
可以探究材料的热分解机理：通过分析热重曲线的斜率变化、失重速率和失重量等特点，可以探究材料的热分解机理，从而为材料的设计和改进提供依据。
5.
可以比较不同材料的热稳定性：热重曲线可以同时测试不同材料的热稳性，从而可以比较它们的热分解特性，进而指导材料选择和应用。
热重曲线是一种反映材料热稳定性的测试方法，通常通过加热样品，测量样品重量随温度变化的曲线来描述样品在升温过程中的热分解行为。其特点如下：
1.
可以分析材料的热稳定性：热重曲线可以反映材料在升温过程中的热分解行为，从而确定其热稳定性和热分解特性。
2.
提供材料的热分解信息：热重曲线可以显示出样品的失重程度和失重速率，从而提供材料的热分解信息。
高中化学考察的热重曲线
热重曲线热重法是在程序控温下，测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系。
当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。
这时热重曲线就不是直线而是有所下降。
通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质，（如CuSO4·5H2O中的结晶水）。
从热重曲线上我们就可以知道CuSO4·5H2O 中的5个结晶水是分三步脱去的。
热重法测定，试样量要少，一般2～5mg。
试样皿的材质，要求耐高温，对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的，即不能有反应活性和催化活性。
通常用的试样皿有铂金的、陶瓷、石英、玻璃、铝等。
特别要注意，不同的样品要采用不同材质的试样皿，否则会损坏试样皿，如：碳酸钠会在高温时与石英、陶瓷中的SiO2反应生成硅酸钠，所以象碳酸钠一类碱性样品，测试时不要用铝、石英、玻璃、陶瓷试样皿。
铂金试样皿，对有加氢或脱氢的有机物有活性，也不适合作含磷、硫和卤素的聚合物样品，因此要加以选择。
1. 取2.50 g胆矾样品，逐渐升温加热分解，分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。
①a点时固体物质的化学式为________________________。
②1 000 ℃时发生反应的化学方程式为______________________。
解析：①设a点时固体的摩尔质量为M，则2.50∶2.14＝250∶M，解得M＝214。
故其化学式为CuSO4·3H2O。
②通过计算可以推断d点处物质为0.80 g CuO，而e点处物质的质量为0.72 g ，则为0.005 mol Cu 2O ，该反应的化学方程式为4CuO =====1 000 ℃2Cu 2O ＋O 2↑。
11.（2011新课标全国，14分）0.80gCuSO 4·5H 2O 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。
cmc热重曲线
热重分析（Thermogravimetric Analysis，简称TGA）是一种通过监测材料在升温过
程中的质量变化来研究材料性质的实验技术。
热重曲线（TGA Curve）是由热重分
析仪记录的质量变化与温度或时间的关系图。
关于 TGA Curve，常见的信息包括样品质量的百分比变化、温度对应的峰值等。
下面详细解释一般的 TGA Curve 特征：
1.初始质量损失：在热重曲线的开始阶段，通常会观察到一些质量损失。
这
可能是由于样品表面的水分蒸发或其他初始挥发性物质的损失。
2.主要质量损失区域：在较高温度范围，通常会观察到主要的质量损失区域。
这表示材料中的主要成分（如聚合物、有机物等）在这个温度范围内开始分
解或燃烧。
该区域的峰值对应于最大的质量损失速率。
3.平稳区域：在主要质量损失区域之后，曲线可能会趋于平稳，表明材料已
经基本上分解完毕。
这个平稳的区域可以提供关于材料残留物的信息，比如
无机成分的含量。
4.终点温度： TGA Curve 中的终点温度是样品完全分解的温度。
在这个温度
下，样品的质量变化几乎停止，只剩下材料的无机残留物。
通过分析热重曲线，可以获取关于材料的热稳定性、分解温度、含水量等信息。
这对于研究材料的性质、质量控制和工业应用都具有重要意义。
TGA 数据通常与其
他分析技术（如差示扫描量热法DSC、红外光谱法FTIR等）结合使用，以获得更
全面的材料性质信息。
高考化学二轮复习-热重曲线
高考化学二轮复习-《热重曲线分析》专题复习班级：________________，姓名：____________________。
1.热重分析法(Thermogravimetry Analysis，简称TG或TGA)：使样品处于一定的温度程序（多为升温）控制下，观察样品的质量随温度/时间的变化过程，获取失重比例、失重温度、以及固体残留量等相关信息。
TG方法广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。
可对物质进行成分的定量计算，测定挥发成分（如水分）及各种添加剂与填充剂的含量。
2.热重(TG)曲线：表征样品在程序温度过程中重量随温度/时间变化的曲线，其横坐标多为温度，纵坐标为重量百分比，表示样品在当前温度下的重量与样品初始重量的比值。
3.含结晶水晶体的热重分析：（1）在起始的低温阶段，晶体一般先发生脱水反应，直至结晶水完全失去。
（2）晶体完全失去结晶水形成无水固体后，在后续的高温阶段，无水固体进一步发生热解反应，生成其他物质。
4.热重曲线中常见计算问题：（1）晶体发生脱水反应阶段，求脱水后晶体的化学式。
方法：先写出脱水反应方程式（有时要设未知数），然后根据下式（物质的量之比等于化学系数之比）求解：=其中，失去水的质量等于脱水前后固体的质量差，进而求出失去水的物质的量。
如，胆矾的热解反应：CuSO4·5H2O CuSO4·(5-x)H2O+x H2O= =（2）晶体完全失去结晶水形成无水固体后，无水固体进一步发生热解反应，求无水固体热解后的产物组成。
方法：根据中心金属预测无水固体热解可能的产物，再利用中心金属的元素守恒并结合热重曲线中的质量数据，确定哪一种预测是正确的。
【习题精练】1.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·x H2O]是一种重要铁盐。
为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵。
巧解热重曲线
巧解熱重曲线热重曲线：是指在热分析过程中通过热天平而得到的试样在加热过程中质量随温度变化的曲线。
通过热重曲线的分析计算，可以了解样品在某一温度下的反应程度及相应的物质含量等信息，是一种常用的热分析方法。
我们来讲熱重曲线的一种重要分析方法即例1．CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如下图所示(其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热)；A、B、C均为纯净物；A、B、C点所示产物的化学式分别是________。
解析：先算完全失去结晶水时的质量是多少M CoC2O4 =147g·mol-11、n(Co)=18.30g/183g·mol-1=0.1mol 。
MA=14.70g/0.1 mol=147g·mol-1。
设B的化学式为CoO XMB=7.50g/0.1 mol=75.0g·mol-1。
59+16x=75 x=1故A、B分别为CoC2O4、CoO。
2、MC=8. 03g/0.1 mol=80.3g·mol-1。
设C的化学式为CoO X59+16x=80.3， x=1.33化为整数比为Co3O4。
例2．Co在化合物中呈现的价态类似于铁。
Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。
已知290℃时Co(OH)2已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为________(填化学式)；在290～500℃范围内，发生的反应的化学方程式为_______。
在350～400℃范围内，剩余固体的成分为_______ (填化学式)。
解析：1、设Co(OH)2为100 g则n(Co)=100g/93g·mol-1=1.075mol 。
（1）MA=89.25g/1.075mol=83g·mol-1。
设A的化学式为CoO X 59+16x=83， x=1.5化为整数比为Co2O3。
（2）MB=86.38g/1.075mol=80.3g·mol-1。
富勒烯的热重曲线-概述说明以及解释
富勒烯的热重曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述富勒烯是一种由碳原子组成的分子，具有球形的结构，被广泛认为是纳米科技领域的重要材料之一。
热重曲线是一种用来研究材料热性质的重要方法，通过对物质在不同温度下的质量变化进行监测，可以得到材料的热稳定性、热分解温度等关键信息。
本文将深入探讨富勒烯的热重曲线特性，探讨其在材料科学中的重要作用以及未来发展方向。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，将对富勒烯的热重曲线进行简单概述，并介绍文章的结构和目的。
在正文部分，将首先介绍富勒烯的基本概念，然后详细探讨热重曲线的定义和作用，最后对富勒烯的热重曲线进行分析。
在结论部分，将总结富勒烯热重曲线的重要性，展望热重曲线分析的未来发展方向，并提出结论和建议。
通过这样的结构安排，读者将能够全面了解富勒烯热重曲线的意义和应用价值。
1.3 目的本文的目的在于探讨富勒烯的热重曲线，并分析其在材料科学和化学领域中的重要性。
通过对富勒烯的基本概念和热重曲线的定义进行介绍，以及对热重曲线分析的实例展示，希望读者能深入了解富勒烯的热重曲线，以及其在材料性能和热稳定性方面的应用。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解和应用热重曲线分析，从而为富勒烯的研究和应用提供有益的参考和指导。
2.正文2.1 富勒烯的基本概念富勒烯是一种碳分子的同素异形体，由60个碳原子组成一个球状的空心结构。
它的发现是由于对碳分子在实验室条件下形成的几何学结构的研究，于1985年由哈罗尔德·克罗托奇和理查德·斯莱特发现。
富勒烯的结构类似于一个由12个正五边形和20个正六边形组成的球体，被称为“富勒球”或“富勒烯分子”。
这种特殊的结构使得富勒烯具有许多独特的化学和物理性质，如高度不饱和度、高电导率、高热稳定性等。
富勒烯可以通过“切割”碳纳米管或通过化学合成的方法来制备。
它在材料科学、化学、生物学等领域都有广泛的应用，如用作药物载体、光电器件、纳米传感器等。
热重曲线A4
（1）试确定78C时固体物质M的化学式：。
⑵取适量380C时所得的样品P,隔绝空气加热至650C,得到一种固体物质Q同时有两种无色气体生成，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）。
①试剂X的名称是。
②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序: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：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，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的质量差不超过0.1g为止。
④若最终得到沉淀的质量为Wg则已分解的P的质量（填计算式）。
2草酸三氢钾是一种无色晶体或白色粉末，加热至100C失水成无水物，更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等，溶于水，微溶于醇•实验室有一KH3 （GO）2・2H2O样品（混有一定量的HGQ和KSO）.现欲测定其纯度，请回答下列问题：（1）完成并配平离子反应方程式：____ CO2- + _____ MnO+ _____ Hf= __________ + _____ Mr i++ ____ HO（2）请完成相应的实验步骤：步骤1:称取35.60g草酸三氢钾试样，加水溶解，配成250mL溶液.步骤2:用移液管量取两份此溶液各25.00mL,分别置于两个锥形瓶中.步骤3 :第1份溶液加硫酸酸化后，用0.1000mol/L -1的高锰酸钾溶液滴定，至滴定终点消耗高锰酸钾溶液12.00mL.步骤4 :在第2份溶液中 __________ ，用0.2500mol/L -1 NaOH溶液滴定，至滴定终点消耗NaOH溶液20mL热重曲线专项训练题1（9分）8.34gFeS0 4 • 7H20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。
第59讲-热重曲线分析(课件)
O2
93
75 18
B点
8O0.265%
【解析】Co(OH)2的摩尔质量为93 g/mol，设Co(OH)2的物质的量为1 mol，则C点1000 ℃
时失重的质量为1 mol×93 g/mol×(1－80.65%)＝18 g，即1 mol H2O，根据质量守恒定律， 化学反应方程式为Co(OH)2 △ CoO＋H2O。1 000 ℃时剩余固体的成分为CoO。B点 500 ℃时失重的质量为1 mol×93 g/mol×(1－86.38%)＝12.7 g。已知290 ℃时Co(OH)2已完 全脱水，1 mol Co(OH)2脱水成CoO时应失重的质量为18 g，因为500 ℃时失重的质量不 到18 g，所以一定有氧气进入，使钴元素的化合价发生了变化。进入氧元素的物质的量
（3）盐分解
CaCO3 △ CaO+CO2↑
①含氧酸金属盐
如
CuSO4·5H2O △ CuO+SO3↑+5H2O
盐 △ 碱性氧化物+酸性氧化物
2FeSO4 △ Fe2O3+SO2↑+SO3↑
②铵盐
CaC2O4 △ CaO+CO2↑+CO↑
铵盐 △ 氨气+酸
上述分解过程中，如果生成的物质不稳定还会继续分解；如果生成 的物质具有氧化性、还原性彼此之间还会继续反应生成稳定的物质。
2023
知识重构 重温经典 模型建构 名师导学
例1.正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制 了其进一步发展。Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化曲线如图所示。 已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水，则1000 ℃时，剩余固体成分为_C__o_O__ (填化学式，下同)；在A点固体成分 Co2O3 ，B点物质成分为 Co3O4 。
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热重曲线专项训练题1(9分)8.34gFeS04·7H20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，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)。
①试剂X的名称是。
②按气流方向连接各仪器，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：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，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的质量差不超过0.1g为止。
④若最终得到沉淀的质量为Wg，则已分解的P的质量(填计算式) 。
2草酸三氢钾是一种无色晶体或白色粉末，加热至100℃失水成无水物，更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等，溶于水，微溶于醇．实验室有一KH3（C2O4）2·2H2O样品（混有一定量的H2C2O4和K2SO4）．现欲测定其纯度，请回答下列问题：（1）完成并配平离子反应方程式：______C2O42-+______MnO4-+______H+=____________+______Mn2++______H2O（2）请完成相应的实验步骤：步骤1：称取35.60g草酸三氢钾试样，加水溶解，配成250mL溶液．步骤2：用移液管量取两份此溶液各25.00mL，分别置于两个锥形瓶中．步骤3：第1份溶液加硫酸酸化后，用0.1000mol/L-1的高锰酸钾溶液滴定，至滴定终点消耗高锰酸钾溶液12.00mL．步骤4：在第2份溶液中______，用0.2500mol/L-1NaOH溶液滴定，至滴定终点消耗NaOH溶液20mL．（3）根据（2）中的实验步骤回答：①步骤1用到的实验仪器有：电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒、______、______等．②如何判断步骤3中的滴定终点？___________________________________________________．③3.560g试样中含有还原剂（草酸根）的物质的量共为______．样品纯度为______．（4）热重分析法（TG）是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术．热重分析仪的基本构造由精密天平、程序控温加热炉和记录仪组成；记录仪画出剩余固体质量（m）～炉温（T）曲线，即热重（TG）曲线图．如图为CaC2O4·H2O在N2和O2气氛中的热重曲线．①C点所得固体的化学式为______．②CaC2O4·H2O的分解分三个阶段，由图可看出，第二阶段在O2气氛中的反应速率要比在N2气氛中的快，原因是__________________________________________________（结合化学方程式回答）．3.（2011新课标全国，14分）0.80gCuSO4·5H2O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0.10mol·L-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+）=________________mol·L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。
若在0.1mol·L-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_______________mol·L-1。
4.将1.000gFeC2O4·2H20固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，測得其热重分析曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示：已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。
②5000C之前，该热重分析仪的样品池处于 Ar气气氛中，5000C 时起，样品池与大气相通。
完成下列填空：(1) 3000C时是样品脱水的过程，试确定3500C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) 4000C时发生变化的化学方程式是_____________________________________________。
(3) 将6000C 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，測得此时溶液中铁元索的离子浓度为4.0x10-11mol/L，则此时溶液的pH＝_______(已知：K sp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)(4) 将15000C时样品池中残留的固体隔绝空气冷却后，用稀盐酸溶解得一棕黄色溶液。
取少量该溶液滴加KSCN,溶液显红色；另取少量该溶液滴加K3[Fe(CN)6)(铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀。
试写出图中14000C时发生反应的化学方程式_______________________________________________ ,产生特征蓝色沉淀的离子反应方程式____________________________________________。
理为：①2MnCO3+O2═2MnO2+2CO2．经研究发现该反应过程为：②MnCO3═MnO+CO2，③2MnO+O2═2MnO2．（1）试写出反应①的平衡常数表达式K1=_____________，K1与反应②、③的平衡常数K2、K3关系为_______________．（2）反应③在低温下能自发进行，则其△H___0（填“＞”、“＜”、“=”）．（3）某科研小组对碳酸锰热分解法制二氧化锰的条件（焙烧温度和气氛）进行了研究．获得三幅图（如图所示）．则制备焙烧温度为_________，气氛条件为_______________．（4）图2中是在常压下获得的数据，试在图2中用虚线画出10MPa下反应温度与转化率的关系图．（5）MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得，其阳极电极反应式为__________________________________________，电解后溶液的pH将______（填“增大”、“减小“或不变“）．6.三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·xH2O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。
为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：(1) 铁含量的测定步骤一：称量5.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成Mn2+。
向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+。
重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。
请回答下列问题：①配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、__________、转移、洗涤并转移、__________、摇匀。
②加入锌粉的目的是____________________。
③写出步骤三中发生反应的离子方程式：____________________________________。
④实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。
在步骤二中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量__________。
（选填“偏低”、“偏高”、“不变”）(2) 结晶水的测定将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。
请纠正实验过程中的两处错误：__________________________________________；____________________________________。
7.PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：2，则剩余固体的组成及物质的量比是（双选）A．1：1混合的Pb3O4、PbO B．1：2混合的PbO2、Pb3O4C．1：4：1混合的PbO2、Pb3O4、PbO D．1：1：4混合的PbO2、Pb3O4、PbO8.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：。
某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(l)上述反应的平衡常数表达式：K=__ __(2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。
在溶液中PbSO4转化率较大，理由是(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。
该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设。
请你完成假设二和假设三：假设一：全部为PbCO3；假设二：；假设三：。