专题讲座（三） 热重分析中的物质成分的判断（练）-2023年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）

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专题讲座（三） 热重分析中的物质成分的判断
第一部分：高考真题感悟
1．[2021·全国甲卷，27(4)]胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的
CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为 m1，加入胆矾后总质量为 m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于
干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为 m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个
数为________________(写表达式)。
【答案】
【解析】水的质量是(m2－m3)g，所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为∶＝n∶1，解得 n＝。
2．[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___________________。
【答案】NH4Fe(SO4)2·12H2O
【解析】样品加热到 150 ℃时失掉 1.5 个结晶水，发生变化：NH4Fe(SO4)2·xH2O→NH4Fe(SO4)2·(x－1.5)H2O
＋1.5H2O。固体失重 5.6%，即失去水的质量占样品总质量的 5.6%，列出关系式：×100%＝5.6%，解得 x＝
12，故硫酸铁铵晶体的化学式为 NH4Fe(SO4)2·12H2O。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Mg12 Al27 S32 Ca40 V51 Cr52 Mn55 Fe65 Zn65 Ce140 pb207
1.（10 分）8.34 g FeSO4·7H2O(M=278 g·mol -1)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
图所示,下列说法正确的是(　　)
A.温度为 78 ℃时,固体物质 M的化学式为 FeSO4·5H2O
B.温度为 159 ℃时固体 N的化学式为 FeSO4·2H2O
C.在隔绝空气条件下,由N得到 P的化学方程式为 FeSO4·H2O FeSO4+H2O
D.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,Q
的化学式为 Fe3O4
【答案】C
【解析】8.34 g FeSO4·7H2O样品物质的量为 0.03 mol,其中 m(H2O)=0.03 mol×7×18 g·mol -1=3.78 g,如晶体全
部失去结晶水,固体的质量应为 8.34 g-3.78 g=4.56 g,可知在加热到 373 ℃之前,晶体失去部分结晶水,加热至
635 ℃时,固体的质量为 2.40 g,应为铁的氧化物,其中 n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)=0.03 mol ,m(Fe)=0.03 mol ×56
g·mol -1=1.68 g,则固体中 m(O)=2.40 g-1.68 g=0.72 g,n(O)=0.045 mol ,则n(Fe)∶n(O)=0.03 mol∶0.045 mol
=2∶3,则固体物质 Q的化学式为 Fe2O3。温度为 78 ℃时,固体质量为 6.72 g,其中 m(FeSO4)=0.03 mol ×152
g·mol -1=4.56 g,m(H2O)=6.72 g-4.56 g=2.16 g,n(H2O)=0.12 mol ,则n(H2O)∶n(FeSO4)=0.12 mol ∶0.03 mol
=4∶1,则化学式为 FeSO4·4H2O,故78 ℃时,M 的化学式为 FeSO4·4H2O,故A错误;温度为 159 ℃时,固体质量
为5.10 g,其中 m(FeSO4)=0.03 mol ×152 g·mol -1=4.56 g,m(H2O)=5.10 g-4.56 g=0.54 g,n(H2O)=0.03 mol ,则
n(H2O)∶n(FeSO4)=0.03 mol∶0.03 mol=1∶1,则化学式为 FeSO4·H2O,故B错误;N 的化学式为 FeSO4·H2O,P 化
学式为 FeSO4,在隔绝空气条件下由 N得到 P的化学方程式为 FeSO4·H2O FeSO4+H2O,故C正确;由上述分
析可知,P 化学式为 FeSO4,Q 的化学式为 Fe2O3,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低,即有二氧化硫生成,设
SO2、SO3的物质的量分别为 x mol、y mol,则,解得 x=y=0.015,所以方
程式为 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,Q 的化学式为 Fe2O3,故D错误。
2.（10 分）将 Ce(SO4)2·4H2O（摩尔质量为 404 g·mol－1）在空气中加热，样品的固体残留率（固体样品的
剩余质量/固体样品的起始质量×100%）随温度的变化如下图所示。
当固体残留率为 70.3%时，所得固体可能为（填字母）。
A．Ce(SO4)2 B．Ce2(SO4)3 C．CeOSO4
【答案】B
【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。
3.（10 分）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__________、__________。î
【答案】Pb2O3　PbO
【解析】二氧化铅是 0.1 mol，其中氧原子是 0.2 mol。A点，固体减少 0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是
0.15 mol，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是 2∶3，A点对应的物质是 Pb2O3。同理可得出 C点对应物质
是PbO。
4.（10 分）25.35 g MnSO4·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)如下图所示:
(1)300 ℃时,所得固体的化学式为________。î
(2)1150 ℃时,反应的化学方程式为î__________________________________。î
【答案】(1)MnSO4
(2)3MnO2Mn3O4+O2↑
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