資源簡介

(共24張PPT)
第59講
熱重曲線分析
2025：基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2025
2024江蘇省14 確定產物中粒子的比值：根據元素守恒，根據圖像，找數據計算
2025年——熱重曲線分析考向考點統計
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
一、酸、堿、鹽的分解
（1）酸 酸性氧化物+水
（2）堿 堿性氧化物+水 如：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑
（3）鹽分解
①含氧酸金屬鹽 如
鹽 堿性氧化物+酸性氧化物
②銨鹽
銨鹽 氨氣+酸
△
△
△
△
上述分解過程中，如果生成的物質不穩定還會繼續分解；如果生成的物質具有氧化性、還原性彼此之間還會繼續反應生成穩定的物質。
△
△
CuSO4 5H2O CuO+SO3↑+5H2O
2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑
CaC2O4 CaO+CO2↑+CO↑
△
△
△
CaCO3 CaO+CO2↑
△
如：H2SiO3 SiO2+H2O↑
二、熱重分析儀及其工作原理
熱重分析(TG或TGA)使樣品處于一定的溫度程序(升降恒溫)控制下，觀察樣品的質量隨溫度或時間的變化過程，獲取失重溫度(起始點，峰值，終止點等)、失重量以及分解殘留量等相關信息。
橫坐標：溫度或時間
縱坐標：樣品質量或固體殘留率或失重率
固體殘留率 = ×100%
失重率 = ×100%
惰性氛圍（N2氛圍）
熱重實驗的氣氛為空氣，則加熱過程中可能被氧化，而得到穩定的氧化產物。
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
例1、(2024江蘇14).
（3）凈化后的 溶液通過沉釹、焙燒得到 。
②將 (摩爾質量為 )在氮氣氛圍中焙燒，剩余固體質量隨溫度變化曲線如圖所示。 時，所得固體產物可表示為 ，通過以上實驗數據確定該產物中 的比值_______(寫出計算過程)。
的物質的量為 ，其在氮氣氛圍中焙燒后，金屬元素的質量和化合價均保持不變，因此 = ；
時剩余固體的質量為7.60 mg，固體減少的質量為 ，由于堿式鹽在受熱分解時易變為正鹽，氫氧化物分解得到氧化物和 H2O，碳酸鹽分解得到氧化物和 CO2，因此，可以推測固體變為 時失去的質量是生成 H2O和 CO2 的質量；根據H元素守恒可知，固體分解時生成 H2O
的質量為 ，則生成 CO2 的質量為1.24mg
- 0.36mg =0.88mg ，則生成 CO2 的物質的量為 ，由C元素守恒可知，分解后剩余的 CO32-的物質的量為4×10-5mol- 2 × 10-5= 2 × 10-5 ，因此可以確定該產物中 的比值為 。
2:1
①由圖可知，升溫至過程中，晶體總質量變小的原因是二者失去結晶水；227~566℃質量不變，而后566~600℃質量再次減小，說明此時硫酸鐵分解；
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為600~630℃，此時硫酸鐵已全部分解；
例2（2023福建10）白合金是銅鈷礦冶煉過程的中間產物，一種從白合金(主要含及少量)中分離回收金屬的流程如下：
(2)“焙燒1”中，晶體 和 總質量隨溫度升高的變化情況如下：
①升溫至過程中，晶體總質量變小的原因是 ；發生分解的物質是
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為 。
溫度區間/℃
晶體總質量 變小 不變 變小 不變
失去結晶水
Fe2(SO4) 2
600℃ ～ 630 ℃
例3.(2023遼寧18) 硫酸工業在國民經濟中占有重要地位。
(1)我國籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有
SO2、 和 (填化學式)。
根據圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會出現兩個吸熱峰，說明此時CuSO4發生熱分解反應，從TG圖像可以看出，質量減少量為原CuSO4質量的一半，說明有固體CuO剩余，還有其他氣體產出，此時氣體產物為SO2、SO3、O2，可能出現的化學方程式為3CuSO4 3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，結合反應中產物的固體產物質量和氣體產物質量可以確定，該反應的產物為CuO、SO2、SO3、O2，故答案為CuO、SO3。
CuO
SO3
例4.（2023全國乙28）硫酸亞鐵在工農業生產中有許多用途，如可用作農藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問題：
(1)在N2氣氛中, 的脫水熱分解過程如圖所示：
根據上述實驗結果，可知X= ，Y= 。
由圖中信息可知，當失重比為19.4%時，
轉化為 ，則 ，解之得x=4；
當失重比為38.8%時， 轉化為
則 ，解之得y=1。
4
1
例5.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1000 ℃時，剩余固體成分為______
(填化學式，下同)；在A點固體成分 ，B點物質成分為 。
CoO
Co3O4
A點
B點
O2
75
80.65%
93
18
O2
Co2O3
【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1000 ℃
時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－80.65%)＝18 g，即1 mol H2O，根據質量守恒定律，
化學反應方程式為Co(OH)2 CoO＋H2O。1 000 ℃時剩余固體的成分為CoO。B點
500 ℃時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－86.38%)＝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 ，整理得化學式為Co3O4。
同理，A點290 ℃時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－89.25%)＝10 g，進入氧元素的物
質的量為n(O)= 0 mol，即可表述為CoO·O0.5，整理得化學式為Co2O3。
△
例6.（2015年通州模擬，27）將25.0 g膽礬晶體放在坩堝中加熱測定晶體中結晶水的含量，固體質量隨溫度的升高而變化的曲線如圖1所示。請認真分析圖1，填寫以下空白：
（1）30 ℃～110 ℃間所得固體的化學式是 ;
（2）650 ℃～1000 ℃間所得固體的化學式是 ;
（3）溫度高于1000 ℃所得固體的化學式是 。
△m=36
CuSO4
△m=8
n(O)=0.5mol
CuO
Cu2O
CuSO4 3H2O
250 160 80
Cu2O
CuO0.5即Cu2O
【解析】根據物質分解模型CuSO4·5H2O CuSO4 CuO
對比題中數據，可知30 ℃、650 ℃、1000 ℃時固體分別為CuSO4·5H2O、CuSO4、
CuO，因此在650 ℃～1000 ℃加熱階段最終所得固體的化學式為CuO。為計算簡
單，縱坐標擴大10倍。由于30 ℃~110 ℃時固體失重36g水，則110 ℃固體的化學
式為CuSO4·3H2O。1000 ℃時固體已經是金屬氧化物，質量減輕是失氧的過程，
失氧的物質的量為0.5mol，則生成的金屬氧化物可寫為CuO0.5 整理得化學式為Cu2O，
所以溫度高于1000 ℃所得固體的化學式為Cu2O。
√
例7.（2022年全國乙卷改編）化合物(NH4B5O8·4H2O)可用于電訊器材、高級玻璃的
制造。該化合物的熱重曲線如圖所示，在 不同溫度下熱分解質量百分數與溫度的
對應關系如圖，下列敘述正確的是 ( )
A.各元素對應的單質常溫下均為氣體
B.最高價氧化物的水化物酸性:NC.100~200 ℃階段熱分解失去 4 個 H2O
D.500 ℃熱分解后生成固體化合物 B2O3
NH4B5O8·4H2O
NH4B5O8
B2O3
-H2O
-NH3
273 201 175
73.6% 64.1%
-H2O
【解析】單質硼，常溫下為固體，A 錯誤；B的最高價氧化物的水化物為H3BO3， N的最高價氧化物的水化物為HNO3, 酸性:H3BO3的相對分子質量為 273，NH4B5O8 的相對分子質量為201， ≈ 73.6%，不是 80.2%，C 錯誤；熱分解后的最終固體若為 B2O3，根據硼元素守恒可得關系式:2NH4B5O8·4H2O~5B2O3，B2O3 的相對分子質量為 70， ×100%≈64.1%，D 正確。
例8.（2000 年廣東卷）下圖是100 mg CaC2O4·H2O受熱分解時，所得固體質量隨溫度變化的曲線。試利用圖中信息結合所學的知識，回答下列各問題：
(1)溫度分別為t1和t2時，固體產物的化學式
A是________，B是：_______。
(2)由CaC2O4·H2O得到A的化學方程式為_______________________。
(3)由A得到B的化學方程式為___________________。
(4)由圖計算產物C的分子量，并推斷C的合理的化學式。
CaC2O4·H2O
CaC2O4
CaCO3
CaO
146 128 100 56
87.7% 68.5% 38.4%
-H2O
-CO
-CO2
CaCO3
C的相對分子質量為55.48，C的化學式為CaO。
【解析】
（1）由表中數據可知A為CaC2O4、B為CaCO3。故答案為：CaC2O4；CaCO3．
（2）A為CaC2O4，CaC2O4 H2O分解生成CaC2O4與H2O，該溫度下，水為氣態，反應方程式為CaC2O4 H2O CaC2O4+H2O↑
(3)A為CaC2O4，B為CaCO3，所以CaC2O4分解生成CaCO3與CO，
反應方程式為CaC2O4 CaCO3+CO↑．
(4)通過分解產物分析，C的化學式是CaO
質量分數 87.7%% 68.5% 38.4%
△
△
例9.（2014全國高考）PbO2在加熱過程發生分解的失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a點樣品失重4.0%(即 ×100%)的殘留固體。若a點固體組成表示為PbOx或mPbO2·nPbO，列式計算x值和m∶n值_________。
PbO2
-O
PbO
239 213
PbOx
-O
失重質量分數即為失去的氧的質量分數
（2-x）x 16
239
=
4%
x = 1.4
根據mPbO2·nPbO，
m＋n
(2m＋n)
＝
1.4
1
n(Pb)
n(O)
＝
n
m
0.4
0.6
3
2
＝
＝
即為：2PbO2·3PbO
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
“兩步法”突破熱重曲線分析及計算題
第一步
依據分解規律
書寫分解過程
根據物質分解規律，書寫物質分解產物及對應物質的摩
爾質量，或需要時進一步計算不同物質的百分含量。
第二步
分析曲線
分析曲線中不同溫度下分解產物的量，對照第一步的數字，進而確定產物。在計算過程中常用的計算方法是質量守恒或者原子守恒。
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
R高頻考點1 考查熱重曲線中物質組成的判斷
R高頻考點2 考查熱重曲線中方程式的書寫
R高頻考點3 了解物質內部結構作用方式第59講-熱重曲線分析
1.金屬及其化合物在生產生活中占有極其重要的地位，請結合金屬及其化合物的相關知識回答下列問題：
(1)經檢測某酸性廢水中所含離子及其濃度如表所示：
離子 Fe3+ Al3+ SO NO H+
濃度(mol/L) 2×10-2 1×10-1 2×10-2 1×10-1
c(Al3+)= mol/L。
(2)已知Fe(NO3)3的高純度結晶體是一種紫色潮解性固體，適用于制備磁性氧化鐵納米粉末。寫出磁性氧化鐵與足量稀硝酸反應的離子方程式： 。
(3)8.34 g綠礬(FeSO4·7H2O)晶體樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如圖所示：
溫度為159 ℃時固體N的化學式為 ，取適量380 ℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650 ℃，得到一種紅棕色固體物質Q，同時有兩種無色氣體生成，請寫出該反應的化學方程式 。
2．三水合硝酸銅[Cu(NO3)2·3H2O，M=242g/mol]是一種重要的無機試劑，用途廣泛。
三水合硝酸銅[Cu(NO3)2·3H2O]的熱分解實驗?；卮鹣铝袉栴}：
將24.2gCu(NO3)2·3H2O樣品置于瓷坩堝中緩慢加熱，其熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如圖所示。在過程中有紅棕色氣體產生，反應的化學方程式為 ，繼續升溫至時生成的固體產物為 (填化學式)。
3．主要用作顏料、冶金助熔劑、油漆催干劑、橡膠硫化促進劑、殺蟲劑等。一種以方鉛礦(含及少量等)為原料制備的工藝流程如圖：
回答下列問題：
(1)在元素周期表中位于第 周期 族。
(2)“酸浸氧化”過程中與發生反應生成，反應的離子方程式為 。
(3)已知焙燒可制得鉛的氧化物，為了研究其產物成分，取進行焙燒，其熱重曲線如圖所示，請寫出時所得鉛的氧化物的化學式： 。
4．鐵(Fe)是第四周期第Ⅷ族元素，有多種化合價，鐵及其化合物在工農業生產中具有重要作用?；卮鹣铝袉栴}：
(1)在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源 (填“正極”或“負極”)相連。
(2)將54.0g草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)在氮氣的氛圍中加熱分解，得到分解產物的熱重曲線(固體質量隨溫度的變化情況)如圖2所示。
①A點時，固體物質的化學式為 。
②B點時，固體只含有一種鐵的氧化物，則AB段反應的化學方程式為 。
5．海水中蘊含著豐富的資源，氯堿工業、海水提鎂、海水提溴為人類提供了大量的工業原料。
(1)海水提溴過程中溴元素的變化如圖所示：
過程Ⅱ中，用熱空氣將溴吹出，再用濃碳酸鈉溶液吸收。完成并配平下列化學方程式：
(2)海水中提取鎂的傳統工藝如下圖所示：
①脫水得到的過程中，通入的作用是 。
②工業制備鎂的新工藝已經廣泛應用，其第一步原理是向含氧化鎂的熔漿中添加三氯化鈰再通入氯氣，生成和無水氯化鎂。請寫出該反應的化學方程式 。
③某實驗小組對進行熱重曲線分析：

分析時固體產物的化學式為 。寫出從加熱到時生成固體產物(一種含鎂的堿式鹽)的化學方程式 。
6．某廢鎳催化劑的主要成分是合金，還含有少量及不溶于酸堿的有機物。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備鎳的氧化物：
在空氣中煅燒，其熱重曲線如圖所示。轉化為，反應的化學方程式為 ；生成產物的化學式為 。
7.【2011全國卷】0.80g CuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。
請回答下列問題：
(1)試確定200℃時固體物質的化學式______________（要求寫出推斷過程）；
(2)取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產物 。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為 ，其存在的最高溫度是_____________；
(3)上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發生反應的化學方程式為 ；
(4)在0.10mol·L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu2+）=________________mol·L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。若在0.1mol·L-1 硫酸銅溶液中通入過量 H2S 氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，此時溶液中的H+濃度是_______mol·L-1。
8.(2019·全國卷Ⅰ，27(5))硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結晶水數，將樣品加熱到150 ℃時失掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學式為 。
9.(2021·湖南衡陽一中模擬，節選)MnCO3在空氣中加熱易轉化為不同價態的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。
(1)300 ℃時，剩余固體中n(Mn)∶n(O)為 。
(2)圖中點D對應固體的成分為 (填化學式)。
10.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在分解過程中下列說法正確的是( )
A．先分解失去H2O，再分解失去NH3
B．先分解失去NH3，再分解失去H2O
C．同時分解失去H2O和NH3
D．同時分解失去H2、N2和H2O
11．在加熱固體NH4Al(SO4)2·12H2O時，固體質量隨溫度的變化曲線如圖所示：已知a點物質為NH4Al(SO4)2，b點物質為Al2(SO4)3，下列判斷正確的是(　　)
A．0～T ℃的過程變化是物理變化
B．c點物質是工業上冶煉鋁的原料
C．a→b反應中生成物只有Al2(SO4)3和NH3兩種
D．Al2(SO4)3能夠凈水，可用離子方程式表示為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3
12．8.34 g FeSO4·7H2O(M=278 g·mol -1)樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線)如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A．溫度為78 ℃時,固體物質M的化學式為FeSO4·5H2O
B．溫度為159 ℃時固體N的化學式為FeSO4·2H2O
C．在隔絕空氣條件下,由N得到P的化學方程式為FeSO4·H2OFeSO4+H2O
D．取適量380 ℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650 ℃,得到一種固體物質Q，同時有兩種無色氣體生成，Q的化學式為Fe3O4
13．將草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，300～460 ℃范圍內，發生反應的化學方程式為_______________________________________。
14．在空氣中加熱10.98 g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內分別得到一種固體物質，其質量如表。
溫度范圍/℃ 固體質量/g
150～210 8.82
290～320 4.82
890～920 4.50
(1)加熱到210 ℃時，固體物質的化學式為_______________________________________。
(2)經測定，加熱到210～310 ℃過程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物，此過程發生反應的化學方程式為____________________________________。
15．CoC2O4是制備鈷的氧化物的重要原料。下圖為二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)在空氣中受熱的質量變化曲線，曲線中300 ℃及以上所得固體均為鈷氧化物。
通過計算確定C點剩余固體的化學成分為________(填化學式)。寫出B點對應的物質與O2在225～300 ℃發生反應的化學方程式：____________________________________。
16.堿式碳酸鋁鎂[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]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：
①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)。
②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，600 ℃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)＝________。
第59講-熱重曲線分析答案及解析
1．(1)(或0.02) (2)3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O
(3) FeSO4·H2O 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【詳解】（1）設c(Al3+)為x，根據電荷守恒3c(Al3+)+ 3c(Fe3+)+ c(H+)= 2c(SO)+ c(NO)，則3c(Al3+)=2×1×10-1+2×10-2-3×2×10-2-1×10-1=0.06 mol/L，c(Al3+)=0.02mol/L；
（2）磁性氧化鐵是Fe3O4，Fe3O4與足量稀硝酸反應生成硝酸鐵、一氧化氮、水，反應的離子方程式為3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O。
（3）8.34 g綠礬(FeSO4·7H2O)的物質的量為0.03mol，綠礬完全失去結晶水得0.03mol FeSO4，質量為4.56g。溫度為159 ℃時固體質量為5.1g，說明綠礬失去部分結晶水，設N的化學式為FeSO4·xH2O，則0.03mol×(152+18x)g/mol=5.1，x=1，則N的化學式為FeSO4·H2O；取適量380 ℃時所得的樣品P為FeSO4，隔絕空氣加熱至650 ℃，得到一種紅棕色固體物質Q，Q中含有0.03mol鐵元素，則氧元素的物質的量為，所以Q為Fe2O3，同時有兩種無色氣體生成，根據得失電子守恒、元素守恒，生成的兩種氣體是SO2、SO3，該反應的化學方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
2.2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ Cu2O
【詳解】24.2gCu(NO3)2 3H2O的物質的量為=0.1mol，完全失去結晶水生成0.1molCu(NO3)2，質量為18.8g，根據銅元素守恒，Cu(NO3)2分解生成0.1mol氧化銅，質量為8g，再加熱生成0.05molCu2O，質量為7.2g，T1℃的固體產物是Cu(NO3)2，T2℃的固體產物是CuO，T3℃的固體產物是Cu2O，T1℃～T2℃時固體由Cu(NO3)2轉化為CuO，同時觀察到有NO2逸出，根據氧化還原反應規律，同時還有氧氣生成，因此T1℃～T2℃Cu(NO3)2分解產物為CuO、NO2、O2，反應的化學方程式為2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑，加熱到T2℃時CuO又分解，最終生成Cu2O，故答案為：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑；Cu2O。
3．(1) 六 ⅣA (2) (3)
【詳解】（1）在元素周期表中位于第六周期ⅣA族。
（2）“酸浸氧化”過程中與發生反應生成、S、Fe2+，S元素化合價由-2升高為0、鐵元素化合價由+3降低為+2，根據得失電子守恒，反應的離子方程式為。
（3）的物質的量為0.02mol，根據Pb元素守恒，4.62g鉛的氧化物中含有0.02molPb，即含4.14gPb，則含氧元素0.48g，即0.03mol O元素，所以時所得鉛的氧化物的化學式。
4．(1)負極 (2) FeC2O4
【詳解】（1）電鍍是鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，則鐵制品上鍍銀時，鐵制品作陰極，與電源負極相連；
（2）54.0g草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)的物質的量為，其中水的物質的量為0.6mol，含水質量為10.8g，所含FeC2O4質量為43.2g，結合圖中信息可知A點時，固體物質的化學式為FeC2O4；由以上數據可知該晶體中Fe元素的質量為16.8g，B點時，固體只含有一種鐵的氧化物，其中氧原子的質量為23.2-16.8=6.4g，氧原子的物質的量為0.4mol，則B點時氧化物為；結合電子得失守恒及元素守恒的，AB段反應的化學方程式為。
5．(1)
(2) 抑制與水在加熱條件下發生水解反應
【詳解】（1）根據反應方程式可知，Br2既是氧化劑又是還原劑，有化合價升高，也有化合價降低，因此還原產物為NaBr，利用化合價升降法以及原子守恒進行配平，化學反應方程式為3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+CO2+5NaBr；故答案為3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+CO2+5NaBr；
（2）①直接加熱MgCl2·6H2O，因Mg2+水解，得到MgO或Mg(OH)Cl，因此為抑制MgCl2水解，需要在HCl氛圍中加熱；故答案為抑制MgCl2與水在加熱條件下發生水解反應；
②根據題中所給信息，該反應方程式為4MgO+2CeCl3+Cl24MgCl2+2CeO2，故答案為4MgO+2CeCl3+Cl24MgCl2+2CeO2；
③0～181℃失去結晶水，發生反應MgCl2·6H2OMgCl2·(6-x)H2O+xH2O，203gMgCl2·6H2O的物質的量為1mol，0～181℃固體質量變化(203-131)g=72g，應是減少水的質量，計算出x=4，181℃時固體產物的化學式為MgCl2·2H2O；181℃加熱到300℃得到一種含鎂的堿式鹽，，其質量為76.5g，203gMgCl2·6H2O的物質的量為1mol，根據原子守恒，含鎂的堿式鹽中含有1molMg2+、1molCl-和1molOH-，則含鎂的堿式鹽為Mg(OH)Cl，其反應方程式為MgCl2·2H2OMg(OH)Cl+H2O+HCl↑；
6．
7.答案 (1)CuSO4·H2O
CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O + nH2O
250 18n
0.80g 0.80g－0.57g＝0.23g
n＝4
(2)CuSO4 CuO + SO3↑，CuSO4·5H2O， 102℃
(3)2H2SO4(濃)+ CuCuSO4 +SO2↑+ H2O
(4)2.2×10－8，0.2
【解析】膽礬分解規律：
8.0g膽礬分解生成硫酸銅5.12g、生成氧化銅2.56g，由此確定258℃的固體是硫酸銅。
(1)由圖分析可知，CuSO4·5H2O受熱到102℃時開始脫水分解，113℃時可得到較穩定的一種中間物，到258℃時才會繼續分解。在200℃時失去的水的質量為0.57g，有差量法可以計算。
CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O + nH2O
250 18n
0.80g 0.80g－0.57g ＝ 0.23g
n＝4
(2)根據分析知道270℃樣品是硫酸銅，570℃灼燒得到的主要產物是黑色粉末和一種氧化性氣體，是CuO和SO3。CuO與稀硫酸反應的產物是硫酸銅和水，蒸發濃縮的晶體為CuSO4·5H2O。其存在的最高溫度為102℃。
(3)SO3與水反應生成硫酸，與銅加熱反應：2H2SO4(濃)+ CuCuSO4 +SO2↑+H2O
(4)根據溶度積的概念可以直接計算。pH＝8時，c(OH－)＝10－6，由c(Cu2+)·c(OH－)2＝Ksp[Cu(OH)2]可得，c(Cu2+)＝(2.2×10－20)/10－12＝2.2×10－8。在0.1mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，溶液中溶質為硫酸，c(SO42－)不變，為0.1mol·L－1 ，c(H+)為0.2mol·L－1。
8.【答案】NH4Fe(SO4)2·12H2O
【解析】 樣品加熱到150 ℃時失掉1.5個結晶水，發生變化：NH4Fe(SO4)2·xH2O→NH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O＋1.5H2O。固體失重5.6%，即失去水的質量占樣品總質量的5.6%，列出關系式：×100%＝5.6%，解得x＝12，故硫酸鐵銨晶體的化學式為NH4Fe(SO4)2·12H2O。
9.【答案 】（1）1∶2 （2）Mn3O4與MnO
【解析】 MnCO3MnO
115 71（61.74%） 說明900℃時的固體是MnO
設MnCO3的物質的量為1 mol，即質量為115 g。
(1)A點失重質量為115 g×（1-75.65%）≈ 28g，可知MnCO3失去的組成為“CO”，故剩余固體的成分為MnO2，n(Mn)∶n(O)為1∶2。
(2)C點剩余固體的成分為MnO，同理，B點教A點失重115 g×（75.65-66.38%）＝10.666g，n（O）=0.67，B點化學式MnO（2-0.67），則n(Mn)∶n(O)＝∶≈3∶4，故剩余固體的成分為Mn3O4，因D點介于B、C之間，故D點對應固體的成分為Mn3O4與MnO的混合物。
10．【答案】 B
(
117
100
（
85
.
47%
）
91
（
77
.
78%
）
確定
A
點是
偏釩酸
，
失去
NH
3
.
點是五氧化二釩
)【解析】NH4VO3 HVO3
B點是五氧化二釩，A到B 是失水的過程。所以B選項正確。
11．【答案】 B
【解析】NH4Al(SO4)2·12H2O → NH4Al(SO4)2→ Al2(SO4)3 → Al2O3
因為a點物質為NH4Al(SO4)2，則0～T ℃的過程變化是失去結晶水生成NH4Al(SO4)2，是化學變化，A項錯誤；b點物質為硫酸鋁，繼續加熱分解則在c點生成氧化鋁，所以c點物質是工業上冶煉鋁的原料，B項正確；a→b發生的反應為硫酸鋁銨分解生成硫酸鋁、氨氣和硫酸，C項錯誤；硫酸鋁能夠凈水，其原理是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體具有吸附性可以吸附水中懸浮的雜質，D項錯誤。
12．【答案】 C
【解析】FeSO4·7H2O → FeSO4 → Fe2O3
278 152 80
為計算簡便縱坐標都除以0.03，縱坐標M、N、P、Q的質量依次為224、170、152和80。由此確定P點是硫酸亞鐵，Q點是三氧化二鐵
M點質量減少54，失去3個結晶水，故78 ℃時,M的化學式為FeSO4·4H2O,故A錯誤；N點對于M減少54，又失去3個結晶水，則化學式為FeSO4·H2O,故B錯誤;N點到P點質量減少18，又失去1個結晶水，在隔絕空氣條件下由N得到P的化學方程式為FeSO4·H2OFeSO4+H2O，故C正確；Q的化學式為Fe2O3,故D錯誤。
13．【答案】　ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑
【解析】ZnC2O4·2H2O→ZnC2O4 → ZnCO3 → ZnO
189 153（80.95%） 125 81（42.86%）
由此確定A點是草酸鋅，B點是氧化鋅，則化學方程式為ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑。
14.【答案】 (1)CoC2O4　(2)3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2
【解析】CoC2O4·2H2O→ CoC2O4 → CoCO3 → CoO
183 147 119 75
為計算簡便所有數字0.06
溫度范圍/℃ 固體質量/g 固體成分
150～210 147 CoC2O4
290～320 80.33
890～920 75 CoO
（1）即加熱到210 ℃時，固體物質是CoC2O4。
（2）Co和O的個數之比為：1: = 3:4，所以290～320℃生成固體成分是Co3O4。依據原子守恒，3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2。
15．【答案】 Co3O4(寫成CoO·Co2O3亦可)　3CoC2O4＋2O2Co3O4＋6CO2
【解析】 CoC2O4·2H2O→ CoC2O4 → CoCO3 → CoO
183 147 119 75
為了計算的簡便題目中各數字乘以10，則A、B點固體成分是CoC2O4，C點應為鈷的氧化，Co的物物質的量為1mol， CoxOy中氧的物質的量為≈0.133 mol，
所以＝≈，其化學式為Co3O4。
(
-
H
2
O
-
CO
2
)16【答案】 3∶5
【解析】MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O→MgaAlb(OH)c(CO3)d aM gO Al2O3
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。
270 ℃時已完全失去結晶水，600 ℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物，說明270 ℃到600 ℃是失去水和二氧化碳的過程，失重為3.390 g×(73.45%－37.02%)＝1.235g，失去二氧化碳的質量為：0.025×44=1.1g，說明失去水的物質的量為： =0.0075即n(OH-)=n(H)＝＝0.015 mol。故堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH－)∶n(CO)＝0.015∶0.025＝3∶5。
(
12
)第59講-熱重曲線分析
知識重構
酸、堿、鹽的分解
酸 酸性氧化物+水 如：H2SiO3 SiO2+H2O↑
（2）堿 堿性氧化物+水 如：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑
（3）鹽分解
①含氧酸金屬鹽
鹽 堿性氧化物+酸性氧化物
如
CaCO3 CaO+CO2↑
CuSO4·5H2O CuO+SO3+5H2O
2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑
CaC2O4 CaO+CO2↑+CO↑
②銨鹽
銨鹽 氨氣+酸
如
NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
NH4NO3 N2O↑+H2O
上述分解過程中，如果生成的物質不穩定還會繼續分解；如果生成的物質具有氧化性、還原性彼此之間還會繼續反應生成穩定的物質。
上述如果熱重實驗的氣氛為空氣，則加熱過程中可能被氧化，而得到穩定的氧化產物。
熱重分析儀及其工作原理
熱重分析(TG或TGA)使樣品處于一定的溫度程序(升降恒溫)控制下，觀察樣品的質量隨溫度或時間的變化過程，獲取失重溫度(起始點，峰值，終止點等)、失重量以及分解殘留量等相關信息。
橫坐標：溫度或時間
縱坐標：樣品質量或固體殘留率或失重率 Comment by 狗狗:
固體殘留率 = ×100%
失重率 = ×100%
二、重溫經典
例1.（2024江蘇14）回收磁性合金釹鐵硼()可制備半導體材料鐵酸鉍和光學材料氧化釹。
（3）凈化后的溶液通過沉釹、焙燒得到。
②將(摩爾質量為)在氮氣氛圍中焙燒，剩余固體質量隨溫度變化曲線如圖所示。時，所得固體產物可表示為，通過以上實驗數據確定該產物中的比值_______(寫出計算過程)。
【答案】 2:1
【解析】的物質的量為，其在氮氣氛圍中焙燒后，金屬元素的質量和化合價均保持不變，因此，=；時剩余固體的質量為7.60，固體減少的質量為，由于堿式鹽在受熱分解時易變為正鹽，氫氧化物分解得到氧化物和，碳酸鹽分解得到氧化物和，因此，可以推測固體變為時失去的質量是生成和的質量；根據H元素守恒可知，固體分解時生成的質量為，則生成的質量為-=，則生成的物質的量為，由C元素守恒可知，分解后剩余的的物質的量為4×10-5mol-=，因此可以確定該產物中的比值為。
例2.（2023福建10）白合金是銅鈷礦冶煉過程的中間產物，一種從白合金(主要含及少量)中分離回收金屬的流程如下：
(2)“焙燒1”中，晶體 [和]總質量隨溫度升高的變化情況如下：
溫度區間/℃
晶體總質量 變小 不變 變小 不變
①升溫至過程中，晶體總質量變小的原因是 ；發生分解的物質是 (填化學式)。
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為 ℃。
【答案】 (2) 失去結晶水
【解析】①由圖可知，升溫至過程中，晶體總質量變小的原因是二者失去結晶水；227~566℃質量不變，而后566~600℃質量再次減小，說明此時硫酸鐵分解；
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為600~630℃，此時硫酸鐵已全部分解；
例3.（2023遼寧18）硫酸工業在國民經濟中占有重要地位。
(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化學式)。
【答案】CuO、SO3
【解析】根據圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會出現兩個吸熱峰，說明此時CuSO4發生熱分解反應，從TG圖像可以看出，質量減少量為原CuSO4質量的一半，說明有固體CuO剩余，還有其他氣體產出，此時氣體產物為SO2、SO3、O2，可能出現的化學方程式為3CuSO4 3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，結合反應中產物的固體產物質量和氣體產物質量可以確定，該反應的產物為CuO、SO2、SO3、O2。
例4.（2023全國乙28）硫酸亞鐵在工農業生產中有許多用途，如可用作農藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}：
(1)在氣氛中，的脫水熱分解過程如圖所示：
根據上述實驗結果，可知 ， 。
【答案】CuO SO3
【解析】（1）由圖中信息可知，當失重比為19.4%時，轉化為，則，解之得=4；當失重比為38.8%時，轉化為，則，解之得y=1。
（1）根據圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會出現兩個吸熱峰，說明此時CuSO4發生熱分解反應，從TG圖像可以看出，質量減少量為原CuSO4質量的一半，說明有固體CuO剩余，還有其他氣體產出，此時氣體產物為SO2、SO3、O2，可能出現的化學方程式為3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，結合反應中產物的固體產物質量和氣體產物質量可以確定，該反應的產物為CuO、SO2、SO3、O2，故答案為CuO、SO3。
例5.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)；A點固體成分 ，B點固體成分為________。
Co(OH)2的熱重曲線
【答案】CoO　Co3O4和Co2O3
【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 ℃時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－80.65%)＝18 g，即1 mol H2O，根據質量守恒定律，化學反應方程式為Co(OH)2CoO＋H2O。1 000 ℃時剩余固體的成分為CoO。B點500 ℃時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－86.38%)＝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CoO·O，整理得化學式為Co3O4。
同理，A點290 ℃時失重的質量為1 mol×93 g/mol×(1－89.25%)＝10 g，進入氧元素的物質的量為n(O)＝＝0.5 mol，即可表述為CoO·O0.5，整理得化學式為Co2O3。
所以在350～400 ℃范圍剩余固體是Co3O4和Co2O3的混合物。
例6.（2015年通州模擬，27）將25.0 g膽礬晶體放在坩堝中加熱測定晶體中結晶水的含量，固體質量隨溫度的升高而變化的曲線如圖1所示。請認真分析圖1，填寫以下空白：
（1）30 ℃～110 ℃間所得固體的化學式是 ;
（2）650 ℃～1000 ℃間所得固體的化學式是 ;
（3）溫度高于1000 ℃所得固體的化學式是 。
【答案】（1）CuSO4·3H2O （2）CuO （3）Cu2O
(
250 160 80
)【解析】根據物質分解模型CuSO4·5H2O CuSO4 CuO
對比題中數據，可知30 ℃、650 ℃、1000 ℃時固體分別為CuSO4·5H2O、CuSO4、CuO，因此在650 ℃～1000 ℃加熱階段最終所得固體的化學式為CuO。為計算簡單，縱坐標擴大10倍。由于30 ℃~110 ℃時固體失重36g水，則110 ℃固體的化學式為CuSO4·3H2O。1000 ℃時固體已經是金屬氧化物，質量減輕是失氧的過程，失氧的物質的量為0.5mol，則生成的金屬氧化物可寫為CuO0.5 整理得化學式為Cu2O，所以溫度高于1000 ℃所得固體的化學式為Cu2O。
例7.（2022年全國乙卷改編）化合物(NH4B5O8·4H2O)可用于電訊器材、高級玻璃的制造。該化合物的熱重曲線如圖所示，在 不同溫度下熱分解質量保百分數與溫度的對應關系如圖，下列敘述正確的是 ( )
A.各元素對應的單質常溫下均為氣體
B.最高價氧化物的水化物酸性:NC.100~200 ℃階段熱分解失去 4 個 H2O
D.500 ℃熱分解后生成固體化合物 B2O3
【答案】D
【解析】單質硼，常溫下為固體，A 錯誤；B的最高價氧化物的水化物為H3BO3， N的最高價氧化物的水化物為HNO3, 酸性:H3BO3例8.（2000 年廣東卷）下圖是100 mg CaC2O4·H2O受熱分解時，所得固體質量隨溫度變化的曲線。試利用圖中信息結合所學的知識，回答下列各問題：
(1)溫度分別為t1和t2時，固體產物的化學式A是____________，B是：_____________。
(2)由CaC2O4·H2O得到A的化學方程式為_________________________。
(3)由A得到B的化學方程式為___________________________________。
(4)由圖計算產物C的分子量，并推斷C的合理的化學式。
【答案】（1）CaC2O4 CaCO3 （2）CaC2O4·H2O CaC2O4+H2O↑
CaC2O4 CaCO3+CO↑ （4）C的相對分子質量為55.48，C的化學式為CaO。
【解析】
（1）由表中數據可知A為CaC2O4、B為CaCO3。故答案為：CaC2O4；CaCO3．
（2）A為CaC2O4，CaC2O4 H2O分解生成CaC2O4與H2O，該溫度下，水為氣態，反應方程式為CaC2O4·H2O CaC2O4+H2O↑
(3)A為CaC2O4，B為CaCO3，所以CaC2O4分解生成CaCO3與CO
反應方程式為CaC2O4 CaCO3+CO↑
(4)通過分解產物分析，C的化學式是CaO
例9.（2014全國高考）PbO2在加熱過程發生分解的失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a點樣品失重4.0%(即×100%)的殘留固體。若a點固體組成表示為PbOx或mPbO2·nPbO，列式計算x值和m∶n值_________。
【答案】1.4，2:3
【解析】根據PbO2PbOx＋O2↑(注PbO2相對分子質量為239)，由×32＝239×4.0%，得x＝2－≈1.4，根據mPbO2·nPbO，得＝1.4，＝＝。
三、模型建構
“兩步法”突破熱重曲線分析及計算題
四、名師導學
熱重分析題常出現在高考化學試題中，其解題思路依托于學生的知識遷移和方法積累，綜合性高。通常以選擇題、實驗題或流程題中以填空題的方式出現，主要考查：
高頻考點1 考查熱重曲線中物質組成的判斷
高頻考點2 考查熱重曲線中方程式的書寫
高頻考點3 了解物質內部結構作用方式
做題過程中要結合物質分解規律和分析圖中為什么會出現這些特殊點，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系；與圖像曲線中的圖形與相關點建立聯系。
(
9
)

展開更多......

收起↑