2022高三一轮复习 第三章 核心素养提升(三)　热重分析判断物质成分课件

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一　 热重曲线试题的类型这类试题大多依据结晶水合盐试样热重法实验图像而编制。一般认为加热结晶水合盐反应可分三步进行：第一步是脱去部分水，第二步是生成羟基盐或含水盐，第三步是生成金属氧化物；如果热重实验的气氛为空气，则加热过程中可能被氧化，反应将变得更复杂一些。热重曲线试题可分为两类：第一类，试样发生分解反应，以脱水、分解等方式失重，气氛物质不参加反应；第二类，试样发生氧化、还原等反应，以氧化、还原等方式失重，气氛物质可参加反应，如氧气氧化等。当然也有试题形式上是两者的结合，但本质上可以分步处理，故仍属于上述类型。
二　 热重曲线试题的解题模型(一)加热的物质都有固定的化学式1．固体试样以脱水、分解等方式失重[典例1]　随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中(　　)
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．同时分解失去H2O和NH3D．同时分解失去H2、N2和H2O
2．固体试样以氧化、还原等方式失重[典例2]　正极材料为LiCO2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。C(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1 000 ℃时，剩余固体成分为_____(填化学式，下同)；在350～400 ℃范围内，剩余固体成分为________________。
[答案]　CO　C3O4和C2O3
3．固体试样先后以两种不同的方式失重[典例3]　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
通过上述例题分析发现，解决热重曲线问题，应以1 ml 物质为研究对象，抓住失重时减少的质量，结合摩尔质量，即可快速求解，化繁为简。[答案]　3∶5
[素养专项练]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：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。答案： B
(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)。答案：(1)CaC2O4　CaO
4．CC2O4是制备钴的氧化物的重要原料。如图为二水合草酸钴(CC2O4·2H2O)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的氧化物。
通过计算确定C点剩余固体的化学成分为________(填化学式)。写出B点对应的物质与O2在225～300 ℃发生反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________。
网络构建与新素材命题(三)01 知识体系及重要化学方程式再书写1.钠及其重要化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。①Na和H2O的反应：_________________________________________________________；②Na在空气中燃烧：_________________________________________________________；③Na2O2和H2O的反应：_________________________________________________________；
④Na2O2和CO2的反应：_________________________________________________________；⑤向NaOH溶液中通入过量CO2：_________________________________________________________；⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合：_________________________________________________________；⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2：_________________________________________________________；
⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合：_________________________________________________________；⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合：_________________________________________________________；⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合：_________________________________________________________。
2．铝及其重要化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的离子方程式。①Al和NaOH溶液的反应：_______________________________________________________；②Al(OH)3和NaOH溶液的反应：_______________________________________________________；③Al(OH)3和盐酸的反应：_______________________________________________________；
④Al2O3和NaOH的反应：_______________________________________________________；⑤Al2O3和盐酸的反应：_______________________________________________________；⑥NaAlO2和过量盐酸的反应：_______________________________________________________；⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体：_______________________________________________________；
⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合：_______________________________________________________；⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：_______________________________________________________；⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合：_______________________________________________________。
3．铁及其化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①Fe和过量稀HNO3的反应：________________________________________________________；②Fe高温下和水蒸气的反应：________________________________________________________；③铝与氧化铁的铝热反应：________________________________________________________；
④用赤铁矿冶炼铁的原理：________________________________________________________；⑤Fe(OH)2长时间露置于空气中：________________________________________________________；⑥FeO和稀HNO3的反应：________________________________________________________；⑦Fe(OH)3和HI的反应：________________________________________________________；
⑧FeBr2溶液和少量Cl2的反应：________________________________________________________；⑨FeBr2溶液和等物质的量的Cl2反应：________________________________________________________；⑩FeBr2溶液和过量Cl2的反应：________________________________________________________。答案：⑧2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－⑨2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－⑩2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
4．铜及其重要化合物写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①Cu在硫蒸气中燃烧：________________________________________________________；②铜在空气中生成铜绿：________________________________________________________；③Cu和浓HNO3的反应：________________________________________________________；
④Cu和稀HNO3的反应：________________________________________________________；⑤Cu和浓H2SO4的反应：________________________________________________________；⑥胆矾受热分解：________________________________________________________。
02 新素材命题“二十一世纪金属”——第四代金属钛钛是一种过渡金属，具有熔点高、强度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀性强等优点。应用广泛，有“二十一世纪金属”之称。钛是制造现代飞机、潜艇的主要原料，是一种“亲生物金属”，用于制造“人造骨骼”，钛粉可作火箭燃料，钛铌合金是一种理想的超导材料，钛镍合金(记忆合金)应用于人造卫星、宇宙飞船，钛合金是四大储氢材料之一；二氧化钛(钛白)是一种优质颜料，四氯化钛可作人造烟雾剂，钛酸钡晶体应用于潜艇中声呐技术，使我国潜艇噪音技术飞速提高。
钛及其化合物应用广泛，如图是用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛和钛酸钡的流程图。
(1)写出氯化过程中反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________。(2)还原过程必须在1 070 K的温度下进行，该过程还应控制的反应条件是___________________________________________________________________________________________________________________。(3)所得金属钛中混有少量杂质，可加入_________溶解后过滤除去。