高三化学二轮复习 大题突破(二)热重分析计算
高三化学考前复习 热重分析类化学计算题的解题方法
热重分析类化学计算题的解题方法许多物质受热时会发生分解、脱水、氧化等变化而出现质量变化，因而可以利用物质的热重曲线来研究物质的热变化过程。
近年来，热重分析类化学试题频频出现在各类试题中，很多学生在做此类试题时，由于提取不出曲线中的一些关键信息，得分率往往不高。
因此，总结归纳这类试题的解题方法很有必要。
热重分析类化学计算类化学计算题的解题方法一般有以下6种方法。
一、假设法 例1将胆矾样品用热重仪进行热重分析，热重计录见图1写出212℃~250℃温度范围内发生反应的化学方程式： 。
分析: 样品开始的化学式为CuSO 4·5H 2O ，且其质量为375mg ，加热会失去结晶水，一般第一步会失去全部结晶水变为CuSO 4，再受热变成CuO ，再继续加热，最后可能生成Cu 2O 。
但是，有时也要看具体情况，有时第一步失去的是部分结晶水。
本题可用“假设法”来解决。
假设CuSO 4·5H 2O 全部失去结晶水时得到的CuSO 4质量应该为：375×160/250=240(mg)。
由图可知，248℃时剩余固体的质量恰好为240mg ，所以，248℃残留固体的化学式为CuSO 4，同时说明248℃之前的质量变化是由于逐步失去结晶水而引起的。
要写出212℃~250℃温度范围内发生反应的化学方程式，由于248℃~250℃内物质的质量不变，说明此时的质不会分解了，剩余物质组成不变。
因此，只要能写出212℃时的化学式即可解决问题。
设212℃时固体的化学式为CuSO 4·xH 2O ，其中CuSO 4为240mg ，水为267mg~240mg=27mg 。
1：x=n （CuSO 4）：n （H 2O ）=1:11827:160240 ，x=1。
所以，212℃时固体的化学式为CuSO 4·H 2O 。
因此，212℃~250℃温度范围内发生反应的化学方程式为：CuSO 4·H 2O===CuSO 4+H 2O二、摩尔质量法例2将25.0g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量，固体质量随温度的升高而变化的曲线如图2。
热重分析计算
热重分析计算解题方法(1)没有量时设晶体为1 mol 。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物（个别甚至失氧）。
(3)计算每步的m 剩余，m 剩余m (1 mol 晶体质量)×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m 剩余中。
（守恒计算）(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m (O)，由n (金属)∶n (O)，即可求出失重后物质的化学式。
（个别甚至到金属单质，像银、汞等）1．[2019·全国卷Ⅰ，27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。
硫酸铁铵晶体的化学式为__________________。
2．[2014·新课标全国卷Ⅱ，27(4)]PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重4.0%(即样品起始质量－a 点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体。
若a 点固体组成表示为PbO x 或m PbO 2·n PbO ，列式计算x 值和m ∶n 值。
跟踪练习：1．25.35 g MnSO 4·H 2O 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)如下图所示：(1)300 ℃时，所得固体的化学式为________。
(2)1 150 ℃时，反应的化学方程式为_______________________________________________。
2．为研究一水草酸钙(CaC 2O 4·H 2O)的热分解性质，进行如下实验：准确称取36.50 g 样品加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示：(1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为________。
(2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。
新教材适用2024版高考化学二轮总复习第1部分新高考选择题突破专题2化学计量及其应用微专题3物质组成
微专题3 物质组成、含量、热重分析和滴定计算命题角度1 物质组成、含量和热重分析有关计算1. (2022·全国乙卷)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。
W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。
YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。
该化合物的热重曲线如图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。
下列叙述正确的是( D )A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B．最高价氧化物的水化物的酸性：Y<XC．100～200 ℃阶段热分解失去4个W2ZD．500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3【解析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。
W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。
该化合物的热重曲线如图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W为H，Z为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y为N，原子序数依次增加，且加和为21，则X为B。
X(B)的单质常温下为固体，故A错误；根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B错误；根据前面已知200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100～200 ℃阶段热分解失去4个H2O，则质量分数14＋4＋11×5＋16×814＋4＋11×5＋16×8＋18×4×100%≈73.6%，则说明不是失去4个H2O，故C错误；化合物(NH4B5O8·4H2O)在500 ℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为11×2＋16×3×514＋4＋11×5＋16×8＋18×4×2×100%≈64.1%，说明假设正确，故D正确；故选D。
知识点2 热重曲线的分析和计算专题
考点2：热重曲线的分析和计算【释义】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。
【方法思路】元素守恒观1.失重一般是先失水，再失非金属氧化物，晶体中金属质量不再减少，仍在m 余中。
如：某草酸晶体在加热过程中的变化：CaC 2O 4·H 2O→CaC 2O 4+H 2O (100—200℃，失重量12.5%)CaC 2O 4→CaCO 3+CO (400—500℃，失重量18.5%)CaCO 3→CaO+CO 2 (600—800℃，失重量30.5%)2.设晶体为1mol ，其质量为m ，计算每步固体剩余的质量（m 余）。
3.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。
【走进高考】1.（2019·全国卷Ⅰ）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%．硫酸铁铵晶体的化学式为 。
2.（2014·全国卷Ⅰ）PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如右图所示，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PbO x 或mPbO 2•nPbO ，计算x 值和m ：n 。
m 余 m × 100% = 100% — 失重率【针对练习】1.采用热重分析法测定NiSO4･nH2O样品所含结晶水数。
将样品在900℃下进行煅烧，失重率随时间变化如下图，A点时失掉2个结晶水，n的值为；C点产物的化学式为。
2.将碱式碳酸钴晶体[2CoCO3·3Co(OH)2·xH2O]在空气中加热，加热过程中钴元素无损失，失重率与温度的关系如右图所示。
已知20℃~190℃为失去结晶水阶段，则x的值为；c点时，剩余固体为氧化物，其化学式为。
3.草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。
下图为二水合草酸钴（CoC2O4·2H2O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。
专题二 大题题空逐空突破(二) 热重分析计算
(1)设晶体为1 mol 。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的m (剩余)，m (剩余)m (1 mol 晶体质量)×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m (剩余)中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m (O)，由n (金属)∶n (O)，即可求出失重后物质的化学式。
1．[2019·全国卷Ⅰ，27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。
硫酸铁铵晶体的化学式为_____________。
答案 NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O解析 失重 5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH 4Fe(SO 4)2·x H 2O ，由题意知1.5×18266＋18x ＝5.6100，解得x ≈12。
2．[2014·新课标全国卷Ⅱ，27(4)]PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重4.0%(即样品起始质量－a 点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体。
若a 点固体组成表示为PbO x 或m PbO 2·n PbO ，列式计算x 值和m ∶n 值。
答案 根据PbO 2====△PbO x ＋2－x 2O 2↑，有2－x 2×32＝239×4.0%，解得x ＝2－239×4.0%16≈1.4，根据m PbO 2·n PbO ，有2m ＋n m ＋n＝1.4，得m n ＝0.40.6＝23。
1．取3.92 g 摩尔盐产品[(NH 4)2SO 4·FeSO 4·x H 2O]，在隔绝空气的条件下加热至135 ℃时完全失去结晶水，此时固体质量为2.84 g，则该摩尔盐结晶水个数x＝__________________。
2020届高三化学二轮复习知识讲练——简答题中的热重曲线题型分析
2020届高三化学二轮复习知识讲练——简答题中的热重曲线题型分析温故知新】(1)设晶体为1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的m剩余，m剩余m(1 mol晶体质量)×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m剩余中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)，即可求出失重后物质的化学式。
感悟高考】1．[2019·全国卷Ⅰ，27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。
硫酸铁铵晶体的化学式为__________________。
答案 NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O解析 失重 5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH 4Fe(SO 4)2·x H 2O ，由题意知1.5×18266＋18x ＝5.6100，解得x ≈12。
2．[2014·新课标全国卷Ⅱ，27(4)]PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重4.0%(即样品起始质量－a 点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体。
若a 点固体组成表示为PbO x 或m PbO 2·n PbO ，列式计算x 值和m ∶n 值。
答案 根据PbO 2=====△PbO x ＋2－x 2O 2↑，有2－x 2×32＝239×4.0%，解得x ＝2－239×4.0%16≈1.4，根据m PbO 2·n PbO ，有2m ＋n m ＋n＝1.4，得m n ＝0.40.6＝23。
夯基提能】1．25.35 g MnSO 4·H 2O 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)如下图所示：(1)300 ℃时，所得固体的化学式为________。
高考化学二轮复习核心考点专项突破化学计算方法与技巧练习(含解析)
化学计算方法与技巧知识点一、有关化学量与化学式的计算以物质的量为中心的计算既是基本概念的内容，又是化学计算的必不可少的计算工具。
主要考点：（1）有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算（2）相对分子质量、各元素的质量分数（3）有机物的分子式、结构式（4）阿伏加德罗定律及其推论的应用解题策略：（1）掌握基本概念，找出各化学量之间的关系（2）加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系（3）找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用例1、往100mLpH=0的硫酸和硝酸混合液中投入3.84g铜粉，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448mL（标准状况）。
则反应前的混合溶液中含硝酸的物质的量为（）【解析】应根据离子方程式进行计算3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O铜、H+过量，所以只可能是硝酸不足，进而可计算出硝酸的物质的量为0.02mol。
【答案】A。
知识点二、有关溶液的计算以溶液为中心的计算，主要是灵活运用有关的计算公式。
主要考点：（1）有关溶质溶解度的计算（2）有关溶液浓度（溶液的溶质质量分数和物质的量浓度）的计算（3）有关溶液pH的计算（4）有关溶液中离子浓度的计算解题策略：（1）有关溶解度和溶液浓度的计算，关键要正确理解概念的内涵，理清相互关系一般可采用守恒法进行计算（2）有关溶液pH及离子浓度大小的计算，应在正确理解水的离子积、pH概念的基础上进行分析、推理。
解题时，首先明确溶液的酸（碱）性，明确c（H+）或c（OH-）例2、1体积pH＝2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于（）【解析】强酸强碱恰好完全反应，则两溶液中的H+、OH-的物质的量刚好相等。
设强碱溶液中OH-浓度为X 。
∴1×10=10·XX=10∴强碱溶液中c（H+）=10-14/10【答案】C知识点三、有关反应速率、化学平衡的计算化学反应速率、化学平衡的有关计算是计算的难点，化学反应速率及化学平衡的理论的抽象性以及逻辑性，再加上条件的多样性，使其成为较难掌握的一种计算类型。
大题突破练-2024版高考总复习优化设计二轮化学
大题突破练(一) 化学工艺流程题1.(2023·辽宁锦州一模)锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS,还含有少量FeS 等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)在该流程中可循环使用的物质是Zn 和H 2SO 4,基态S 原子占据最高能级的原子轨道的形状为 ,S O 42-的空间结构为 。
(2)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行,“焙砂”中铁元素主要以Fe 3O 4形式存在,写出“焙烧”过程中FeS 发生主要反应的化学方程式: ;“含尘烟气”中的SO 2可用氨水吸收,经循环利用后制取硫酸,用氨水吸收SO 2至溶液的pH=5时,所得溶液中的c (SO 32-)c (HSO 3-)= 。
[已知:K a 1(H 2SO 3)=1.4×10-2;K a 2(H 2SO 3)=6.0×10-8](3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉(过量),所得“滤渣”的成分为 (填化学式),分离“滤液”与“滤渣”的操作名称为 。
(4)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。
①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是 (填字母)。
A.将稀硫酸更换为98%的浓硫酸 B.将硫化锌精矿粉碎 C.适当升高温度②硫化锌精矿的主要成分ZnS 遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS):ZnS(s)+Cu 2+(aq)CuS(s)+Zn 2+(aq),该反应的平衡常数K = 。
[已知:K sp (ZnS)=1.6×10-24,K sp (CuS)=6.4×10-36]2.(2023·河北名校联盟联考)某软锰矿含锰50%,是重要的锰矿石。
其主要成分如表:软锰矿主要成分 杂质MnO 2MgO 、FeO 、Fe 2O 3、Al 2O 3、SiO 2等杂质某科研团队设计制备高纯度MnCO 3。
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2.为研究一水草酸钙(CaC2O4·H2O)的热分解性质，进行如下实验：准确称取36.50 g
固体样品的剩余质量
样品加热，样品的固体残留率(
×100%)随温度的变化如下图所示：
固体样品的起始质量
(1)300 ℃时残留固体的成分为_C__a_C_2_O_4_，900 ℃时残留固体的成分为__C_a_O__。
123
(2)1 150 ℃时，反应的化学方程式为 _3_M__n_O_2_=_1=_=1_=5_=0_=_℃=__=_M_n_3_O__4＋__O__2↑___。
解析 温度继续升高，固体MnSO4受热分解生成锰的氧化物和硫的氧化物0.15 mol, 850 ℃时，固体质量由22.65 g减少到13.05 g，减少的质量为9.6 g，则硫的氧化物的 相对质量为64，故为二氧化硫，则此时的固体为MnO2,1 150 ℃时固体为二氧化锰分 解所得，由锰元素质量守恒，则m(Mn)＝n(Mn)×55 g·mol－1＝8.25 g，则氧化物中 m(O)＝11.45 g－8.25 g＝3.2 g，n(O)＝0.2 mol，故n(Mn)∶n(O)＝0.15∶0.2＝3∶4， 则该氧化物为Mn3O4，故反应的化学方程式为 3MnO2==1=1=5=0=℃===Mn3O4＋O2↑。
根据 mPbO2·nPbO，有2mm＋＋nn＝1.4，得mn ＝00..46＝23。
12
3 模拟预测
1.25.35 g MnSO4·H2O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)如图所示： (1)300 ℃时，所得固体的化学式为__M_n_S_O__4_。
解析 25.35 g MnSO4·H2O样品中n(Mn)＝n(MnSO4·H2O)＝0.15 mol，其中n(H2O)＝ 0.15 mol，m(H2O)＝2.7 g,300 ℃时，所得固体质量为22.65 g，减少的质量为2.7 g， 则说明该段失去结晶水，此时固体为MnSO4。
＝28 g·mol－1，
500 ℃时残留固体的成分为 CaC2O4 和 CaCO3 的混合物，样品中 CaC2O4·H2O 的物质
的量 n(CaC2O4·H2O)＝14366g.5·m0 ogl－1＝0.25 mol，
设混合物中CaC2O4和CaCO3的物质的量分别为x mol和y mol，根据500 ℃时固体总质 量可得128x＋100y＝36.50 g×76.16%，
由最后产物为VO2，则VO为＋2价，2c＋d＝5×1＋2×6＝17， 由化合物的相对分子质量18a＋67b＋60c＋17d＋180＝1 065可知60c＋17d＝393，解 得c＝4，d＝9， 将a＝5，b＝6，c＝4，d＝9代入化学表达式， 可得化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。
专题二 大题题空逐空突破(二)
1 高考必备
(1)设晶体为1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
m剩余
(3)计算每步的
m
剩余， m1
mol晶体质量×100%＝固体残留率。
(4)晶体中金属质量不减少，仍在m剩余中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)，即可求出失
重后物质的化学式。
2 真题演练
1.[2019·全国卷Ⅰ，27(5)]采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将 样 品 加 热 到 150 ℃ 时 失 掉 1.5 个 结 晶 水 ， 失 重 5.6% 。 硫 酸 铁 铵 晶 体 的 化 学 式 为 __N_H__4F_e_(_S_O__4)_2_·1_2_H__2O___。 解析 失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O， 由题意知216.65＋×1188x＝150.60，解得 x≈12。
根据钙元素守恒可得x＋y＝0.25，解得x≈0.10，y≈0.15，m(CaC2O4)＝0.10 mol× 128 g·mol－1＝12.80 g，m(CaCO3)＝0.15 mol×100 g·mol－1＝15.0 g，500 ℃时固体的 成分为12.8 g CaC2O4和15.0 g CaCO3。
123
解析 n(CaC2O4·H2O)＝14366g.5·m0 ogl－1＝0.25 mol，含有 m(H2O)＝0.25 mol×18 g·mol－1 ＝4.50 g， 在 300 ℃时，mm剩 起余 始×100%＝87.67%，m(剩余)＝36.50 g×87.67%≈32 g，减少的质 量为 36.50 g－32 g＝4.50 g，故此时失去全部的结晶水，残留固体为 CaC2O4； 在 900 ℃时，mm剩 起余 始×100%＝38.36%，m(剩余)＝36.50 g×38.36%≈14 g，其中 Ca 的质量没有损失，含 m(Ca)＝0.25 mol×40 g·mol－1＝10 g， 另外还含有 m(O)＝14 g－10 g＝4 g，n(O)＝16 g4·mgol－1＝0.25 mol， 则n(Ca)∶n(O)＝1∶1，化学式为CaO。
123
3.为确定NVCO{化学式可表示为(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}的组成，进行如 下实验： ①称取2.130 g样品与足量NaOH充分反应，生成NH3 0.224 L(已换算成标准状况下)。
固体样品的剩余质量 ②另取一定量样品在氮气氛围中加热，样品的固体残留率( 固体样品的起始质量 × 100%)随温度的变化如下图所示(分解过程中各元素的化合价不变)。
123
(2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。
123
m剩余 答案 在 600 ℃时，m起始×100%＝68.49%，m(剩余)＝36.50 g×68.49%≈25 g，
从
300
℃至
600
℃时，失去的总质量为
32
g－25
g＝7
g，失去物质的摩尔质量为0.275
g mol
12
2.[2014·新课标全国卷Ⅱ，27(4)]PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，
样品起始质量－a点固体质量
已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即
样品起始质量
×100%)的残
留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值。
答案 根据 PbO2==△===PbOx＋2－2 xO2↑， 有2－2 x×32＝239×4.0%， 解得 x＝2－239×164.0%≈1.4，
根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式(写出计算过程)。
123
答案 设 NVCO 的摩尔质量为 M g·mol－1，由M－M18×8＝0.864 8，可得 M≈1 065， 由b51M＋32＝0.467 6 可得 b＝6； 由1 0625.1g3·0mgol－1×a＝n(NH3)＝22.04.2L2·4mLol－1＝0.01 mol，解得 a＝5，
123