专题二大题题空逐空突破(二)(1)设晶体为1mol。(2)失重一般是先失水,再失非金属氧化物。高考必备1(3)计算每步的m剩余,m剩余m1mol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____________________。真题演练212NH4Fe(SO4)2·12H2O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1.5×18266+18x=5.6100,解得x≈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,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PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶n值。12样品起始质量-a点固体质量样品起始质量答案根据PbO2=====△PbOx+2-x2O2↑,有2-x2×32=239×4.0%,解得x=2-239×4.0%16≈1.4,根据mPbO2·nPbO,有2m+nm+n=1.4,得mn=0.40.6=23。1.25.35gMnSO4·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________。模拟预测3123MnSO4解析25.35gMnSO4·H2O样品中n(Mn)=n(MnSO4·H2O)=0.15mol,其中n(H2O)=0.15mol,m(H2O)=2.7g,300℃时,所得固体质量为22.65g,减少的质量为2.7g,则说明该段失去结晶水,此时固体为MnSO4。(2)1150℃时,反应的化学方程式为____________________________。1233MnO2========1150℃Mn3O4+O2↑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0.15mol,850℃时,固体质量由22.65g减少到13.05g,减少的质量为9.6g,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MnO2,1150℃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)×55g·mol-1=8.25g,则氧化物中m(O)=11.45g-8.25g=3.2g,n(O)=0.2mol,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=========1150℃Mn3O4+O2↑。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36.50g样品加热,样品的固体残留率(×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______。123固体样品的剩余质量固体样品的起始质量CaC2O4CaO则n(Ca)∶n(O)=1∶1,化学式为CaO。123解析n(CaC2O4·H2O)=36.50g146g·mol-1=0.25mol,含有m(H2O)=0.25mol×18g·mol-1=4.50g,在300℃时,m剩余m起始×100%=87.67%,m(剩余)=36.50g×87.67%≈32g,减少的质量为36.50g-32g=4.50g,故此时失去全部的结晶水,残留固体为CaC2O4;在900℃时,m剩余m起始×100%=38.36%,m(剩余)=36.50g×38.36%≈14g,其中Ca的质量没有损失,含m(Ca)=0.25mol×40g·mol-1=10g,另外还含有m(O)=14g-10g=4g,n(O)=4g16g·mol-1=0.25mol,(2)通过计算求出500℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。123设混合物中CaC2O4和CaCO3的物质的量分别为xmol和ymol,根据500℃时固体总质量可得128x+100y=36.50g×76.16%,根据钙元素守恒可得x+y=0.25,解得x≈0.10,y≈0.15,m(CaC2O4)=0.10mol×128g·mol-1=12.80g,m(CaCO3)=0.15mol×100g·mol-1=15.0g,500℃时固体的成分为12.8gCaC2O4和15.0gCaCO3。答案在600℃时,m剩余m起始×100%=68.49%,m(剩余)=36.50g×68.49%≈25g,从300℃至600℃时,失去的总质量为32g-25g=7g,失去物质的摩尔质量为7g0.25mol=28g·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)=36.50g146g·mol-1=0.25mol,1233.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2.130g样品与足量NaOH充分反应,生成NH30.224L(已换算成标准状况下)。②另取一定量样品在氮气氛围中加热,样品的固体残留率(×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)。根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式(写出计算过程)。123固体样品的剩余质量固体样品的起始质量由最后产物为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=1065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。答案设NVCO的摩尔质量为Mg·mol-1,由M-18×8M=0.8648,可得M≈1065,由b51+32M=0.4676可得b=6;由2.130g1065g·mol-1×a=n(NH3)=0.224L22.4L·mol-1=0.01mol,解得a=5,123