1、專題講座(三)用定量法解析“熱重曲線”試題一、熱重曲線試題的解題模型1設晶體為1 mol，其質量為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量(m余)100%固體殘留率。4晶體中金屬質量不再減少，仍在m余中。5失重最后一般為金屬氧化物，由質量守恒得m氧，由n金屬n氧，即可求出失重后物質的化學式。二、分類典例突破(一)加熱的物質都有固定的化學式1固體試樣以脫水、分解等方式失重隨著材料科學的發展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應用，并被譽為“合金的維生素”。經過熱重分析測得：nh4vo3在焙燒過程中，固體質量的減少值(縱坐標)隨溫度變化的曲線如圖所示。則nh4vo3在分解

2、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h2obnh4vo3的摩爾質量為117 g/mol，設nh4vo3物質的物質的量為1 mol，則210 時失重的質量為1 mol117 g/mol(185.47%)17 g。nh3的摩爾質量為17 g/mol，所以先分解失去nh3。根據質量守恒定律，化學方程式為nh4vo3hvo3nh3。即可確定選b。380 時失重的質量為1 mol117 g/mol(177.78%)26 g。在第一次失重的基礎上，第二次又失去的質量為26 g17 g9 g。h2o的摩爾質

3、量為18 g/mol，所以再分解失去0.5 mol h2o。根據質量定律守恒，化學方程式為2hvo3v2o5h2o。確定b選項正確。2固體試樣以氧化、還原等方式失重正極材料為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_(填化學式，下同)；在350400 范圍內，剩余固體成分為_。co(oh)2的熱重曲線解析：co(oh)2的摩爾質量為93 g/mol，設co(oh)2的物質的量為1 mol，則c點1 000 時失重

4、的質量為1 mol93 g/mol(180.65%)18 g，即1 mol h2o，根據質量守恒定律，化學反應方程式為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時應失重的質量為18 g，因為500 時失重的質量不到18 g，所以一定有氧氣進入，使鈷元素的化合價發生了變化。進入氧元素的物質的量為n(o) mol，即可表述為cooo，整理得化學式為co3o4。同理，a點290 時失重的質量為1 mol93 g/mo

5、l(189.25%)10 g，進入氧元素的物質的量為n(o)0.5 mol，即可表述為cooo0.5，整理得化學式為co2o3。所以在350400 范圍剩余固體是co3o4和co2o3的混合物。答案：cooco3o4和co2o33固體試樣先后以兩種不同的方式失重mnco3可用作電訊器材元件材料，還可用作瓷釉、顏料及制造錳鹽的原料。它在空氣中加熱易轉化為不同價態錳的氧化物，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點對應固體的成分為_(填化學式)。mnco3的熱重曲線解析：mnco3的摩爾質量為115 g/mol，設mnco3的物質的量為1 mol

6、，則a點300 時失重的質量為1 mol115 g/mol(175.65%)28 g。已知co的摩爾質量是28 g/mol，根據質量守恒定律，分解化學方程式為mnco3mno2co。所以a點300 時固體成分的化學式為mno2。則n(mn)n(o)為12。b點770 時失重的質量為1 mol115 g/mol(166.38%)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o2的形式逸散失去，隨著氧元素的失去，錳的化合價也發生了變化。因此失去氧元素的物質的量為n(o) mol，可表示為mno(2)，整理得化學式為mn3o4。d點900 時失重的質量為1 mo

7、l115 g/mol(161.74%)44 g。失去的n(o)1 mol，可表示為mno(21)，整理得化學式為mno。所以c點時固體物質正從mn3o4轉化為mno，此時為mn3o4與mno的混合物。答案：12mn3o4與mno(二)加熱的物質沒有固定的化學式(2014江蘇18題節選)堿式碳酸鋁鎂mgaalb(oh)c(co3)dxh2o常用作塑料阻燃劑。為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進行如下實驗：準確稱取3.390 g樣品與足量稀鹽酸充分反應，生成0.560 l co2(已換算成標準狀況下)。另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率隨溫度的變化如圖所示(樣品在270 時已完全失去結晶水，60

8、0 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。根據以上實驗數據計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(oh)n(co)_。解析：堿式碳酸鋁鎂的化學式不確定，題中只表示為mgaalb(oh)c(co3)dxh2o，無法求得摩爾質量。試題中以3.390 g樣品為研究對象，不妨暫定3.390 g樣品為1 mol。3.390 g樣品與足量的稀鹽酸充分反應，生成co2體積為0.560 l(標準狀況)。n(co2)0.025 mol，根據c守恒，即可確定d為0.025。270 時已完全失去結晶水，失去結晶水的質量為3.390 g(173.45%)0.9 g,600 以上殘留固體為金屬氧化物的混合物，說明又失去了除結晶水外的氫元素。失去的氫元素只能再結合樣品中的氧元素生成水。600 時失重的質量為3.390 g(137.02%)2.135 g，失去氫元素再生成水的質量為2.135 g(0.025 mol44 g/mol)0.9 g0.135 g。n(h)0.