人教高中化学专题讲座（三） 热重分析中的物质成分的判断（精练）-2022年一轮复习讲练测（解析版）.docx

第三章 金属及其化合物
专题讲座（三） 热重分析中的物质成分的判断（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·H2OFeSO4+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·H2OFeSO4+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SO
2、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×