高中化学考察地热重曲线及专练.docx

实用文案 高中化学考察的热重曲线及专练 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 CuSO ·5H O 中的结晶水）。从热重曲线上我们就可以知道 CuSO4·5H O 4 2 2 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 CuSO ·3H O。②通过计算可以推断 d 点处物质为 0.80 g CuO，而 e 点处 4 2 1 000 ℃ 物质的质量为 0.72 g，则为 0.005 mol Cu O，该反应的化学方程式为 4CuO ===== 2 标准 2Cu O＋O ↑。 2 2 11.（2011 新课标全国，14 分） 0.80gCuSO ·5H O 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。 4 2 请回答下列问题： 试确定 200℃时固体物质的化学式 （要求写出推断过程）； 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 ； 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 ； 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（K [Cu（OH） ]=2.2×10-20）。 ap 2 若在 0.1mol·L-1 硫酸铜溶液中通入过量 H S 气体，使 Cu2+完全沉淀为 CuS，此时溶液中 2 的 H+浓度是 mol·L-1。 解析：（1）0.80gCuSO ·5H O 中含有 CuSO 的质量为0.8 ? 160 ? 0.51g 。由图像可知当温度升 4 2 4 250 高到 102℃是时 CuSO ·5H O 开始部分脱水，在 113℃～258℃时剩余固体质量为 0.57g， 4 2 根据原子守恒可计算出此时对应的化学式， 设化学式为 CuSO · nH O ， 则有 4 2 0.57 ? 160 ? 0.51 ，解得 n＝1，所以 200℃时固体物质的化学式为CuSO ·H O；（2） 160 ? 18n 4 2 由图像可知当温度超过 258℃时，剩余物质恰好是 CuSO ，高温下分解的化学方程式是 4 570 ℃ CuSO CuO＋SO ↑；CuO 溶于硫酸生成CuSO ，结晶析出生成胆矾即CuSO ·5H O；由 4 3 4 4 2 图像可知CuSO ·5H O 存在的最高温度是 102℃； 4 2 SO 溶于水生成硫酸，浓硫酸在加热时与铜反应的化学方程式为 3 Cu＋2H SO △ CuSO ＋2H O＋SO ↑ 2 4 4 2 2 （4）因为K [Cu（OH） ]＝c(Cu2＋)·c2(OH－) =2.2×10-20，当溶液的 pH=8 时，c (OH－)＝10－6， ap 2 所以 c(Cu2＋)＝2.2×10-8；硫酸铜溶液中通入过量 H S 气体时反应的化学方程式为： CuSO 2 4 ＋H S=H SO ＋CuS，忽略溶于体积变化根据原子守恒可知生成的硫酸的浓度是0.1mol·L-1， 2 2 4 所以 H+浓度是 0.2mol·L-1。 570 ℃ 答案：（1）CuSO ·H O；（2）CuSO CuO＋SO ↑、CuSO ·5H O、102℃； 4 2 4 3 4 2 （3）Cu＋2H SO △ CuSO ＋2H O＋SO ↑