热重曲线A4.doc

热重曲线专项训练题
1(9分)8.34gFeS04·7H20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。

请回答下列问题：
(1)试确定78℃时固体物质M的化学式：                          。
(2)取适量380℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，写出该反应的化学方程式                                      。
(3)某兴趣小组用如图所示装置设计实验，验证(2)中生成的气态物质，并测定已分解的P的质量(不考虑装置内空气的影响)。

①试剂X的名称是                                。
②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→                            。
③充分反应后，利用装置III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量，其操作步骤为：第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重。第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止。
④若最终得到沉淀的质量为Wg，则已分解的P的质量                                     (填计算式)                  。

2草酸三氢钾是一种无色晶体或白色粉末，加热至100℃失水成无水物，更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等，溶于水，微溶于醇．实验室有一KH3（C2O4）2·2H2O样品（混有一定量的H2C2O4和K2SO4）．现欲测定其纯度，请回答下列问题：
（1）完成并配平离子反应方程式：
______C2O42-+______MnO4-+______H+=____________+______Mn2++______H2O
（2）请完成相应的实验步骤：
步骤1：称取35.60g草酸三氢钾试样，加水溶解，配成250mL溶液．
步骤2：用移液管量取两份此溶液各25.00mL，分别置于两个锥形瓶中．
步骤3：第1份溶液加硫酸酸化后，用0.1000mol/L-1的高锰酸钾溶液滴定，至滴定终点消耗高锰酸钾溶液12.00mL．
步骤4：在第2份溶液中______，用0.2500mol/L-1NaOH溶液滴定，至滴定终点消耗NaOH溶液20mL．
（3）根据（2）中的实验步骤回答：
①步骤1用到的实验仪器有：电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒、______、______等．
②如何判断步骤3中的滴定终点？___________________________________________________．
③3.560g试样中含有还原剂（草酸根）的物质的量共为______．样品纯度为______．
（4）热重分析法（TG）是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术．热重分析仪的基本构造由精密天平、程序控温加热炉和记录仪组成；记录仪画出剩余固体质量（m）～炉温（T）曲线，即热重（TG）曲线图．如图为CaC2O4·H2O在N2和O2气氛中的热重曲线．

①C点所得固体的化学式为______．
②CaC2O4·H2O的分解分三个阶段，由图可看出，第二阶段在O2气氛中的反应速率要比在N2气氛中的快，原因是__________________________________________________（结合化学方程式回答）．

3.（2011新课标全国，14分） 
0.80gCuSO4·5H2O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。 
请回答下列问题： 
（1）试确定200℃时固体物质的化学式______________（要求写出推断过程）； 
（2）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_____________； 
（3）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________________； 
（4）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（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是_______________mol·L-1。
4.将1.000gFeC2O4·2H20固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，測得其热重分析曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示：

已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。②5000C之前，该热重分析仪的样品池处于 Ar气气氛中，5000C时起，样品池与大气相通。完成下列填空：
(1) 3000C时是样品脱水的过程，试确定3500C时样品是否脱水完全_____ (填“是"或 否“），判断的理由是________________________________________________________________________________(要求写出推算过程）。
(2) 4000C时发生变化的化学方程式是_____________________________________________。
(3) 将6000C 时样品池中残留的固体隔绝空气冷却至室温，再向该固体中加入一定量的稀盐酸刚好完全溶解，用pH试纸测得所得溶液的PH＝3，其原因是____(用离子方程式回答）：向该溶液中滴加适量NaOH溶液生成红褐色沉淀，測得此时溶液中铁元索的离子浓度为4.0x10-11 mol/L，则此时溶液的pH＝ _______(已知：Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)
(4) 将15000C时样品池中残留的固体隔绝空气冷却后，用稀盐酸溶解得一棕黄色溶液。 取少量该溶液滴加KSCN,溶液显红色；另取少量该溶液滴加K3[Fe(CN)6)(铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀。试写出图中14000C时发生反应的化学方程式_______________________________________________ ,产生特征蓝色沉淀的离子反应方程式____________________________________________。
 5.二氧化锰是常见的催化剂，碳酸锰热分解法是目前制备二氧化锰的主要方法，其反应原理为：
①2MnCO3+O2═2MnO2+2CO2．经研究发现该反应过程为：②MnCO3═MnO+CO2，③2MnO+O2═2MnO2．
（1）试写出反应①的平衡常数表达式K1=_____________
 ，K1与反应②、③的平衡常数K2、K3关系为_______________．
（2）反应③在低温下能自发进行，则其△H___ 0（填“＞”、“＜”、“=”）．
（3）某科研小组对碳酸锰热分解法制二氧化锰的条件（焙烧温度和气氛）进行了研究．获得三幅图（如图所示）．则制备焙烧温度为_________ ，气氛条件为_______________ ．

（4）图2中是在常压下获得的数据，试在图2中用虚线画出10MPa下反应温度与转化率的关系图．
（5）MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得，其阳极电极反应式为__________________________________________ ，电解后溶液的pH将______ （填“增大”、“减小“或不变“）．
6.三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·xH2O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：
(1) 铁含量的测定步骤一：称量5.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。
步骤三：用0.010 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+。重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。请回答下列问题：
① 配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、__________、转移、洗涤并转移、__________、摇匀。
② 加入锌粉的目的是____________________。
③ 写出步骤三中发生反应的离子方程式：____________________________________。 
④ 实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量__________。（选填“偏低”、“偏高”、“不变”） 
(2) 结晶水的测定将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误：__________________________________________；____________________________________。
7.PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1 mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：2，则剩余固体的组成及物质的量比是（双选）
    A．1：1混合的Pb3O4、PbO             B．1：2混合的PbO2、Pb3O4
C．1：4：1混合的PbO2、Pb3O4、PbO   D．1：1：4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
8. 工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
    (l)上述反应的平衡常数表达式：K=__                     __
    (2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。在               溶液中PbSO4转化率较大，理由是                    
    (3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设。请你完成假设二和假设三：
    假设一：全部为PbCO3； 假设二：                               ； 假设三：                               。
(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究
  ①定性研究：请你完成下表中内容
实验步骤(不要求写出具体操作过程）
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，……

②定量研究：取26.7 mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：

9. 氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气．现用如图0所示装置进行实验确定其化学式（固定装置略去）．

（1）Mg2Al（OH）6Cl•xH2O热分解的化学方程式为______．
（2）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为______（按气流方向，用接口字母表示），其中C的作用是______．装置连接后，首先要进行的操作的名称是______．
（3）加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是______、______等．
（4）完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x=______．若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将______（填“偏高”或“偏低”）．
（5）上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al（OH）6Cl1-2y（CO3）y•zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应，现以此物质为样品，用（2）中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定______．

热重曲线专项训练题答案
1. 解析：
278：8.34 = x ：6.72   x= 224,   （278－224）÷18 = 3，所以化学式为FeSO4·4H2O 
278：8.34 = x ：5.10   x = 170    化学式为：FeSO4·H2O 

2（1）高锰酸钾具有强氧化性，在酸性环境下，能将草酸氧化为二氧化碳，同时自身被还原为锰离子，
根据得失电子数相等配平方程式，即：5C2O42-+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
，故答案为：5，2，6，10CO2，2，8；
（2）碱滴定酸时用酚酞试液作指示剂，所以要在滴定液中滴加酚酞试液，故答案为：滴加酚酞试液；
（3）①用于配制溶液的250mL容量瓶、定容使用胶头滴管，故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
②高锰酸钾本身具有颜色，在滴定草酸的过程中可以担当指示剂的角色，当最后一滴滴入溶液中，溶液恰好变紫红色，且30s内不退色，此时便是滴定终点，
故答案为：KMnO4最后一滴滴入溶液，溶液恰好变紫红色，且30s内不退色，此时便是滴定终点；
③根据5C2O42-+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O知，草酸根离子的物质的量=×10=0.3mol，
根据氢氧化钠的物质的量计算草酸的物质的量==0.025mol，
根据碳原子守恒得KH3（C2O4）2?2H2O的物质的量==0.1375mol，
纯度==98．%，
故答案为：0.3mol，98.1%；
（4）①加热过程中，草酸钙分解分三步，第1步反应为CaC2O4?xH2O失去结晶水生成CaC2O4，第2步反应为CaC2O4分解生成CaCO3与碳的氧化物，第3步，继续加热固体，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，
所以C的固体是CaO，故答案为：CaO；
②在氧气氛围内，第2步产生的一氧化碳和氧气反应生成的二氧化碳，第2步产生的二氧化碳抑制碳酸钙分解，所以氧气存在时不利于第3步反应进行，
故答案为：氧气存在时第2步反应产生二氧化碳会抑制碳酸钙分解反应的进行．
3（1）CuSO4·H2O
（2）CuSO4CuO＋SO3↑、CuSO4·5H2O；102℃
（3）Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋2H2O＋SO2↑
（4）2.2×10－8 ，0.2
4. （1）是（2分）（2）FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑（2分）
（3）Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3＋3H＋（2分） ； 5（2分） （4）6Fe2O34Fe3O4＋O2↑（2分）；
3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓或K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＝KFe[Fe(CN)6]↓（2分）
5. ：（1）K1与反应②、③的平衡常数K2、K3关系为：①为方程②的系扩大2倍后与③之和所以K1=K22×K3，故答案为：
C2(CO2)
C(O2)
；K1=K22×K3；
（2）反应③在低温下能，只有△H＜0，△G＜0反应自发，故答案为：＜；
（3）由图2分析，在350℃左右碳酸锰转化率比较高，由图3可知水分含量的30%左右碳酸锰转化率比较高（或20%-40%都正确），故答案为：350℃（或325-375℃都正确）；30%（或20%-40%都正确）；
（4）对反应2MnCO3+O2═2MnO2+2CO2正反应是气体体积缩小的反应，所以增大压强平衡逆向转化率变小，所以图为（在原实线下即可）（5）阳极发生氧化反应，锰由+2价变成+4价，电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，产生大量的氢离子，电解后溶液的pH将减小，故答案为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；   减小．
6. (1)①溶解；定容②将Fe3+还原为Fe2+③5Fe2++MnO4-+8H+ ＝ 5Fe3++Mn2++4H2O④11.20％或0.112；偏高 (2) 加热后在干燥器中冷却；对盛有样品的坩埚进行多次加热、干燥器中冷却、称量并记录质量，直至称量质量几乎相等
7.AD
8. ⑴K= c(SO42－)/c(CO32－)  
⑵ Na2CO3  Na2CO3溶液中c(CO32－)大  
⑶全部为2PbCO3·Pb(OH)2       PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2的混合物
⑷①
实验步骤
预期的实验现象和结论
充分加热样品分解，将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管。
若无水硫酸铜不变蓝色，则假设一成立；
若无水硫酸铜变蓝色，则假设一不成立。
②同意  若全部为PbCO3，26.7 mg完全分解后，其固体质量为22.3m g （其他答案合理均可）
9. （1）2[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]＝ 4MgO+Al2O3+2HCl↑+（5+2x）H2O↑；
（2）a-e-d-b；吸收HCl气体；检查气密性；
（3）将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收；防止产生倒吸（合理答案均给分）；
（4）3；偏低；（5）装置C的增重及样品质量（样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量）．