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第8讲　化学计算的常用方法
【备考目标】　1.了解化学计算的常用方法，初步建立化学计算的思维模型。2.理解物质的量在化学计算中的作用，提升解答计算类题目的能力。
考点1　差量法
差量法指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。其解题步骤如下：
题组练习
1．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
A． B． C． D．
解析：选A。由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3的质量为x g，由此可得如下关系：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm(固)
2×84　　　　　　　　　　　　　　　　62
x g　　　　　　　　　　　　　　　 (w1－w2)g
x＝，故样品纯度为＝＝。
2．将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　)
A． B． C． D．
解析：选C。设有x L NH3分解，则
2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　　ΔV
2　　　　　　　　1　　　 3　　　　2
x L　　　　　　　　　 　 　 　 (b－a) L
＝，解得x＝b－a，则该b L气体中NH3的体积分数为＝。
考点2　关系式法
1．应用原理
关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。
2．解题流程
题组练习
一、关系式法的基本应用
1．在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为____________。(保留两位有效数字)
解析：由S原子守恒和有关反应可得出：
S～H2SO4～2NaOH
32 g　　　　2 mol
m(S)　　0.5×10×10－3 mol
解得m(S)＝0.08 g，则原混合物中w(S)＝×100%≈36%。
答案：36%
2．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生反应SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 0 g，经上述反应后，共用去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液16.00 mL。试样中锡的百分含量为________(假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为119，结果保留三位有效数字)。
解析：Sn与K2Cr2O7存在如下关系：
3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7
3×119 g　　　　　　　1 mol
x　　　　　　　　 0.100×0.016 mol
x＝＝0.571 2 g，w(Sn)＝×100%≈93.2%。
答案：93.2%
二、关系式法在滴定计算中的应用
3．(2023·湖北高考节选)取含X(CuO2)粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O)标志滴定终点的现象是
________________________________________________________________________，
粗品中X的相对含量为________。
解析：CuO2在酸性条件下生成Cu2＋，Cu2＋与KI反应生成I2，I2遇淀粉变蓝，用Na2S2O3标准溶液滴定I2，当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色时，表明I2已完全反应，达到滴定终点。CuO2中Cu为＋2价、O为－1价，结合已知反应可知，CuO2在酸性条件下与KI发生反应2CuO2＋8I－＋8H＋===2CuIＦ＋3I2＋4H2O，则2CuO2～3I2～6Na2S2O3，则样品中m(CuO2)＝×2×96 g＝0.048 g，w(CuO2)＝×100%＝96.0%。
答案：滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色　96.0%
4．Ba2＋是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度。取废水50.00 mL，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时CrO全部转化为Cr2O；再加入过量KI溶液进行反应，然后在反应液中滴加0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为①Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O；②2S2O＋I2===2I－＋S4O。则该工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度为________________。
解析：设Ba2＋的物质的量为x，则根据相关反应可得以下关系式：
Ba2＋～BaCrO4～Cr2O～Cr3＋～I2～3S2O
1 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　3 mol
x　　　　　　　　　　 0.036 L×0.100 mol·L－1
解得x＝1.2×10－3mol，则c(Ba2＋)＝＝0.024 mol·L－1。
答案：0.024 mol·L－1
考点3　守恒法
1．常考的三种守恒关系
(1)原子守恒
找出要关注的原子，利用反应前后该原子数目不变列出等式。如求含有1 mol FeS2的硫铁矿完全反应(不考虑过程损耗)制得的H2SO4的物质的量，可根据反应过程中S原子守恒，得到n(H2SO4)＝2n(FeS2)＝2 mol。
(2)电荷守恒
涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液中的电荷守恒为3c(Al3＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(OH－)。
(3)得失电子守恒
在涉及原电池、电解池和一般氧化还原反应的计算时，常用到得失电子守恒。氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数或电解池、原电池中两极转移的电子总数相等。
2．解题流程
题组练习
一、原子守恒的应用
1．有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测得其含水2.8%、含K2CO3 37.3%，取1 g该样品投入25 mL 2 mol·L－1的盐酸中后，多余的盐酸用1.0 mol·L－1 KOH溶液30.8 mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体(　　)
A．1 g B．3.725 g C．0.797 g D．2.836 g
解析：选B。最终溶液中的溶质为KCl，n(KCl)＝n(HCl)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，其质量为m(KCl)＝0.05 mol×74.5 g·mol－1＝3.725 g。
2．某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为______________。
解析：由Cr原子守恒可得关系式Cr2O3～K2Cr2O7，则理论产生K2Cr2O7的质量为(×294) g，而实际产量为1 000m2 g，则产率＝×100%＝×100%。
答案：×100%
二、电荷守恒的应用
3．有CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为3 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为(　　)
A．5.6 g B．11.2 g C．22.4 g D．33.6 g
解析：选B。n(SO)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液中阳离子的浓度相同，则有c(Cu2＋)＝c(Fe3＋)＝c(H＋)，其物质的量也相同，设Cu2＋、Fe3＋、H＋三种离子的物质的量均为n，根据电荷守恒可知，2n＋3n＋n＝0.3 mol×2，解得n＝0.1 mol，Cu2＋、Fe3＋、H＋都能与Fe反应生成Fe2＋，最后溶液溶质的成分为FeSO4，则n(FeSO4)＝0.3 mol，根据Fe元素守恒可知，此溶液最多溶解铁粉的物质的量为0.3 mol－0.1 mol＝0.2 mol，质量为0.2 mol×56 g·mol－1＝11.2 g。
4．若测得雨水中所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－
浓度/(mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5
根据表中数据判断试样的pH＝________。
解析：根据表格提供的离子可知，NH水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知，c(K＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(Cl－)，将表格中的数据代入得c(H＋)＝10－4 mol·L－1，则pH＝4。
答案：4
三、得失电子守恒的应用
5．4.6 g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(　　)
A.9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g
解析：选B。最后沉淀为Cu(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6 g，关键是求增加的n(OH－)，n(OH－)等于金属单质所失电子的物质的量，结合得失电子守恒可得，n(OH－)＝×1 mol＋×2 mol＝0.23 mol，故沉淀的质量为4.6 g＋0.23 mol×17 g·mol－1＝8.51 g。
高考真题
1．(2023·全国卷乙节选)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝______，y＝________。
解析：由题图可知，FeSO4·7H2O―→FeSO4即7个结晶水完全失去时失重比为45.3%，则失重比为19.4%时，失去的结晶水数目为≈3，故x＝7－3＝4，同理可推出y＝7－≈1。
答案：4　1
2．(2022·湖南高考节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L－1H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为______(保留三位有效数字)。
解析：BaCl2·2H2O的质量分数为×100%＝97.6%。
答案：97.6%
巩固练习
一、选择题(每题5分，共8题，共40分)
1．把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，所得金属粉末的质量与原铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO的物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8
解析：选A。设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x mol、y mol。
Fe　＋　CuSO4===FeSO4＋Cu　Δm(固体质量增加)
56 g　 　1 mol　　　 　 　64 g　 8 g
56y g　 y mol　　　　　　64y g　8y g
Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑　Δm(固体质量减少)
56 g 1 mol 56 g
56x g x mol 56x g
因为在反应前后固体质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)，即：56x＝8y，
＝＝＝，则 eq \f(c（H＋）,c（SO）) ＝＝。
2．3.87 g含KCl和KBr的样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量AgNO3溶液，充分反应后，产生沉淀的质量为6.63 g，则原样品中钾元素的质量分数为(　　)
A．24.1% B．40.3% C．25.9% D．48.7%
解析：选B。KCl和KBr与AgNO3溶液反应生成AgCl和AgBr沉淀，固体的质量发生变化是K变成了Ag造成的，故可用差量法进行计算。
K　～　Ag　　　Δm
39　 　108　　　69
m　　　　　　　6.63 g－3.87 g＝2.76 g
解得m＝1.56 g，钾元素的质量分数为×100%≈40.3%。
3．常温下，某氮的气态氧化物15.6 L与过量的氢气混合，在一定条件下反应，使之生成液态水和无污染的气体单质。恢复到原状态，反应后气体体积比反应前气体体积减小了46.8 L，则原氮的氧化物的化学式为(　　)
A．N2O3 B．NO2 C．NO D．N2O
解析：选A。设该氮氧化合物的分子式为N2Ox，化学方程式为N2Ox＋xH2===N2＋xH2O，相同条件下参加反应的气体的体积之比等于其物质的量之比也等于其化学计量数之比，
N2Ox＋xH2===N2＋xH2O　 ΔV
1　　　　　　　　　　　　　x
15.6 L　　　　　　　　　　46.8 L
则1∶x＝15.6 L∶46.8 L，x＝3，所以其化学式为N2O3。
4．密胺是重要的工业原料，结构简式如图所示。工业上以液氨和二氧化碳为原料，以硅胶为催化剂，在一定条件下通过系列反应生成密胺。若原料完全反应生成密胺，则NH3和CO2的质量之比应为(　　)
A．17∶44 B．22∶17 C．17∶22 D．2∶1
解析：选C。根据密胺的结构简式和元素守恒可知，一个密胺分子中有三个碳原子和六个氮原子，所以合成1 mol密胺需要3 mol CO2和6 mol NH3，NH3和CO2的质量之比应为(6×17)∶(3×44)＝17∶22。
5．28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为(　　)
A．36 g B．40 g C．80 g D．160 g
解析：选B。铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁，然后加入足量的Na2O2固体，由于Na2O2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气，与FeCl2充分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为Fe2O3，根据铁原子守恒，n(Fe2O3)＝n(Fe)＝×＝0.25 mol，所得Fe2O3固体的质量为0.25 mol×160 g·mol－1＝40 g。
6．将0.15 mol Cu和Cu2O混合固体投入至800 mL 2 mol·L－1的稀硝酸溶液中，充分反应后无固体剩余，反应过程中只生成NO气体，向反应后溶液中滴加5 mol·L－1NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀时，所加NaOH溶液的体积为(　　)
A．260 mL B．280 mL C．300 mL D．400 mL
解析：选C。Cu和Cu2O与硝酸反应得到硝酸铜，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，金属离子恰好沉淀完全，溶液中溶质为NaNO3，1 mol Cu失去2 mol电子、1 mol Cu2O失去2 mol电子，而生成1 mol NO要转移3 mol电子，由得失电子守恒可知，3n(NO)＝2n(Cu)＋2n(Cu2O)，则n(NO)＝×0.15 mol＝0.1 mol，由原子守恒可知：n(HNO3)＝n(NaNO3)＋n(NO)，而n(NaOH)＝n(NaNO3)，所以n(NaOH)＝n(NaNO3)＝0.8 L×2 mol·L－1－0.1 mol＝1.5 mol，氢氧化钠溶液的体积V＝＝0.3 L＝300 mL，故C正确。
7．工业上，利用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)冶炼金属，产生的废气可以制备硫酸。某黄铜矿中铜元素的质量分数为a%(假设杂质不含铜、铁、硫元素)，其煅烧过程转化率为75%，得到的SO2转化为SO3的转化率为80%，SO3的吸收率为96%。现有黄铜矿100 t，其废气最多能制备98%的硫酸(　　)
A．1.8a t B．2.8a t C．3.2a t D．4.5a t
解析：选A。根据题中转化过程中物质变化及物质中硫原子守恒可得关系式：CuFeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4，根据黄铜矿中铜元素的质量分数为a%可得100 t黄铜矿中n(CuFeS2)＝n(Cu)＝＝ mol，则根据关系式及各步的转化率可知n(H2SO4)＝2n(CuFeS2)×75%×80%×96%＝1.8a×104 mol，则能制备98%的硫酸的质量为＝1.8a×106 g＝1.8a t。
8．用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是(　　)
A．PbO B．Pb2O3 C．Pb3O4 D．PbO2
解析：选C。设此铅氧化物的化学式为PbxOy，
PbxOy～y[O]～yCO～yCO2～yCaCO3
16y　　　　　　　 　100y
m(O)＝1.28 g　　　 　 　8.0 g
所以m(Pb)＝13.7 g－1.28 g＝12.42 g，x∶y＝∶＝3∶4。
二、非选择题(共4题，共25分)
9．(6分)(2023·厦门模拟节选)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)的纯度。称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水配制成100 mL溶液。取0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液____________________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。
解析：利用I2遇淀粉溶液显蓝色来判断滴定终点时，当溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复即可说明达到滴定终点。根据题中反应可得：Cr2O～3I2～6S2O，则1.200 0 g样品中含有Na2S2O3·5H2O的质量＝××248 g·mol－1＝1.140 g，样品纯度＝×100%＝95.0%。
答案：蓝色褪去，且半分钟内不恢复　95.0
10．(6分)人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。
(1)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则其中的x＝________。(3分)
(2)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为______mg·cm－3。(3分)
解析：(1)由电荷守恒可得x＝2。(2)血样处理过程中发生反应的离子方程式依次是：①Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓；②CaC2O4＋2H＋===Ca2＋＋H2C2O4；③2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由此可得关系式：5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO，所以n(Ca2＋)＝n(MnO)＝×0.012 00 L×0.020 mol·L－1＝6.0×10－4 mol，血液样品中Ca2＋的浓度＝＝1.2×10－3 g·cm－3＝1.2 mg·cm－3。
答案：(1)2　(2)1.2
11．(7分)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液。
Ⅱ.取V1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色。
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL废水。
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。
Ⅴ.用b mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知：①I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6；
②Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色；
③
废水中苯酚的含量为__________________________g·L－1(苯酚摩尔质量：94 g·mol－1)。
解析：n(BrO)＝aV1×10－3 mol，根据反应BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O可知n(Br2)＝3aV1×10－3 mol，溴分别与苯酚和KI反应，先计算由KI消耗的溴的量，设为n1(Br2)，根据I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6可知I2～2Na2S2O3，又Br2＋2I－===I2＋2Br－可知Br2～I2，可得Br2～2Na2S2O3，n(Na2S2O3)＝bV3×10－3mol，n1(Br2)＝bV3×10－3 mol，再计算由苯酚消耗的溴的量，n2(Br2)＝n(Br2)－n1(Br2)＝(3aV1－bV3)×10－3 mol，苯酚与溴水反应的化学计量数关系为3Br2～C6H5OH，n(C6H5OH)＝n2(Br2)＝(aV1－bV3)×10－3 mol，废水中苯酚的含量为＝ g·L－1。
答案：
12．(6分)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。
若银铜合金中铜(M＝63.5 g·mol－1)的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol Cu[Al(OH)4]，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
解析：5.0 kg银铜合金中铜的物质的量为n(Cu)＝＝50 mol，
由Cu、Al两种元素守恒得如下关系式：
Cu　～　Cu[Al(OH)4] ～ Al2(SO4)3
1　　　　　1　　　　　　　
50 mol　 　50 mol　　 　　25 mol
至少需要Al2(SO4)3溶液的体积为＝25.0 L。
答案：50　25.0
强化专题(一)　热重分析法的应用
只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成物等与质量相联系的信息。
1．热重曲线类型
剩余固体质量与温度的关系曲线 失重率与温度的关系曲线 固体残留率与温度的关系曲线
失重率＝×100% 固体残留率＝×100%
2.解答热重分析题目的一般思路
(1)设晶体为1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的m(剩余)，×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。
【典例】 将1.800 g FeC2O4·2H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分析曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示：
已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。
②500 ℃之前，该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中，500 ℃时起，样品池与大气相通。回答下列问题：
(1)300 ℃时是样品脱水的过程，试确定350 ℃时样品是否脱水完全。________(填“是”或“否”)。
(2)400 ℃时发生变化的化学方程式是____________________________________。
(3)500～1 400 ℃时所得固体的化学式为__________________。
解析：(1)1.800 g FeC2O4·2H2O固体样品中含有结晶水的质量为1.800 g×＝0.36 g，完全脱水后剩余固体质量为1.44 g，根据图像可知，350 ℃时样品已经完全脱水。(2)400 ℃时固体质量为0.720 g，根据铁原子守恒可知，400 ℃时铁元素为0.010 0 mol，其质量为0.560 g，剩余元素的质量为0.16 g，由于草酸盐受热分解易放出碳的氧化物，则0.16 g应该是氧元素的质量，其物质的量为0.010 0 mol，则铁、氧原子物质的量之比为1∶1。所以400 ℃时FeC2O4分解生成FeO，结合化合价有升必有降，则还有一氧化碳和二氧化碳生成，反应的化学方程式为FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑。(3)500～1 400 ℃时固体质量为0.800 g，根据铁原子守恒可知，铁元素为0.010 0 mol，其质量为0.560 g，剩余氧元素质量为0.24 g，其物质的量为 0.015 0 mol，则铁、氧原子物质的量之比为2∶3，因此该固体是氧化铁。
答案：(1)是　(2)FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑　(3)Fe2O3
【对点练】 取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。硫酸铝铵晶体在633 ℃、975 ℃分解生成的固体分别为________、________(填化学式)。
解析：NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453，NH4Al(SO4)2的相对分子质量为237，Al2(SO4)3的相对分子质量为342，Al2O3的相对分子质量为102，4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量为0.01 mol，则NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01 mol，Al2(SO4)3的物质的量为0.005 mol，Al2O3的物质的量为0.005 mol。所以硫酸铝铵晶体在300 ℃、633 ℃、975 ℃分解生成的固体分别为NH4Al(SO4)2、Al2(SO4)3、Al2O3。
答案：Al2(SO4)3　Al2O3
[强化专题(一)]　热重分析法的应用
1．(5分)将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热，升温过程中固体的质量变化如图。下列说法正确的是(　　)
A．FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子
B.在100 ℃时，M的化学式为FeSO4·6H2O
C.在200 ℃时，N的化学式为FeSO4·3H2O
D.将处于380 ℃的P加热至650 ℃的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
解析：选D。从图中可以看出，FeSO4·7H2O晶体受热后发生4次分解反应，通常情况下，晶体先分多次失去结晶水，然后所得无水盐再分解。FeSO4·7H2O晶体中，水分子的结合力都是相同的，A不正确；n(FeSO4·7H2O)＝＝0.03 mol，则100 ℃时，M的摩尔质量为＝224 g·mol－1，化学式为FeSO4·4H2O，B不正确；在200 ℃时，N的摩尔质量为＝170 g·mol－1，化学式为FeSO4·H2O，C不正确；将处于380 ℃的P加热至650 ℃时，产物Q中n(Fe)∶n(O)＝0.03 mol∶＝2∶3，即产物为Fe2O3，所以反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，D正确。
2．(5分)(2022·全国卷乙)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(　　)
A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体 B．最高价氧化物的水化物酸性：YC．100～200 ℃阶段热分解失去4个W2Z D．500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
解析：选D。分析可知，W为H元素，X为B元素，Y为N元素，Z为O元素。X(B)的单质常温下为固体，故A错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B错误；已知200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100～200 ℃阶段热分解失去4个H2O，则质量保留百分数为×100%≈73.6%，则说明4个H2O未全部失去，故C错误；化合物(NH4B5O8·4H2O)在500 ℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则质量保留百分数为×100%≈64.1%，说明假设正确，故D正确。
3．(5分)化合物[Z2(WY4)3·18X2Y]可在水处理中作为凝絮剂。X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增加，Y的质子数是W的原子序数的一半。该化合物的热重分析曲线如图a所示。向1 mol Z2(WY4)3溶液中滴入Ba(OH)2溶液的图像如图b所示。已知：失重百分数＝×100%。下列叙述正确的是(　　)
A．X、Y、Z、W的单质在常温下均为固体
B．Z、W的简单离子半径大小顺序为：Z＞W
C．该化合物在400 ℃热分解将失去18个X2Y
D．该化合物在1 100 ℃热分解后生成固体化合物Z2Y3，且工业上通过电解熔融的Z2Y3制备单质Z
解析：选D。化合物[Z2(WY4)3·18X2Y]中，Y的质子数是W的原子序数的一半，则W为S，Y为O，图b中滴加Ba(OH)2溶液时沉淀的物质的量先增加后部分溶解，则Z为Al，X为H。X(H2)、Y(O2)、Z(Al)、W(S)，在常温下，H2和O2为气体，Al和S为固体，A项错误； Z和W的简单离子分别为Al3＋和S2－，比较离子半径大小首先弄清楚其结构特点，Al3＋外层有2层电子，S2－外层有3层电子，则离子半径大小顺序为：W(S2－)＞Z(Al3＋)，B项错误；化合物Al2(SO4)3·18H2O的相对分子质量为666，假设该化合物为1 mol，在400 ℃时失重质量为1 mol×666 g/mol×40.54%≈270 g，则失去的水分子个数为＝15，C项错误； 1 100 ℃热分解后剩余固体的相对分子质量为666×(1－84.68%)≈102，根据原子守恒，可以判断出该产物为Al2O3，可通过电解熔融Al2O3得到金属Al，D项正确。
4．(12分)PbO2在加热过程中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。
________________________________________________________________________
答案：根据PbO2PbOx＋O2↑，有×32＝239×4.0%，解得x＝2－≈1.4，根据mPbO2·nPbO，由原子守恒得，O原子和Pb原子的比值＝＝1.4，得＝＝。
5．(8分)(2023·辽宁高考节选)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图所示。700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。
解析：由题图可知，起始时有2.5 mg CuSO4·5H2O，其物质的量是0.01 mmol，所含结晶水的质量为0.9 mg，则固体质量剩余1.6 mg时所得固体为CuSO4，加热过程中Cu元素的质量不变，则固体质量剩余0.8 mg时所得的固体是CuO，结合题图DSC曲线有两个吸热峰可知，700 ℃发生的反应为CuSO4―→CuO＋SO3、SO3―→SO2＋O2，则生成的氧化物除SO2外，还有CuO、SO3。
答案：SO3　CuO
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第8讲　化学计算的常用方法
【备考目标】　1.了解化学计算的常用方法，初步建立化学计算的思维模型。2.理解物质的量在化学计算中的作用，提升解答计算类题目的能力。
考点1　差量法
差量法指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。其解题步骤如下：
题组练习
1．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
A． B． C． D．
2．将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　)
A． B． C． D．
考点2　关系式法
1．应用原理
关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。
2．解题流程
题组练习
一、关系式法的基本应用
1．在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L－1氢氧化钠溶液完全中和，则原混合物中硫的百分含量为____________。(保留两位有效数字)
2．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生反应SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 0 g，经上述反应后，共用去0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液16.00 mL。试样中锡的百分含量为________(假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为119，结果保留三位有效数字)。
二、关系式法在滴定计算中的应用
3．(2023·湖北高考节选)取含X(CuO2)粗品0.050 0 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O)标志滴定终点的现象是
________________________________________________________________________，
粗品中X的相对含量为________。
4．Ba2＋是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度。取废水50.00 mL，控制适当的酸度，加入足量的K2Cr2O7溶液，得到BaCrO4沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时CrO全部转化为Cr2O；再加入过量KI溶液进行反应，然后在反应液中滴加0.100 mol·L－1标准Na2S2O3溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为①Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O；②2S2O＋I2===2I－＋S4O。则该工厂废水中Ba2＋的物质的量浓度为________________。
考点3　守恒法
1．常考的三种守恒关系
(1)原子守恒
找出要关注的原子，利用反应前后该原子数目不变列出等式。如求含有1 mol FeS2的硫铁矿完全反应(不考虑过程损耗)制得的H2SO4的物质的量，可根据反应过程中S原子守恒，得到n(H2SO4)＝2n(FeS2)＝2 mol。
(2)电荷守恒
涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液中的电荷守恒为3c(Al3＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(OH－)。
(3)得失电子守恒
在涉及原电池、电解池和一般氧化还原反应的计算时，常用到得失电子守恒。氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数或电解池、原电池中两极转移的电子总数相等。
2．解题流程
题组练习
一、原子守恒的应用
1．有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测得其含水2.8%、含K2CO3 37.3%，取1 g该样品投入25 mL 2 mol·L－1的盐酸中后，多余的盐酸用1.0 mol·L－1 KOH溶液30.8 mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体(　　)
A．1 g B．3.725 g C．0.797 g D．2.836 g
2．某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为______________。
二、电荷守恒的应用
3．有CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为3 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为(　　)
A．5.6 g B．11.2 g C．22.4 g D．33.6 g
4．若测得雨水中所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－
浓度/(mol·L－1) 4×10－6 6×10－6 2×10－5 4×10－5 3×10－5 2×10－5
根据表中数据判断试样的pH＝________。
三、得失电子守恒的应用
5．4.6 g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(　　)
A.9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g
高考真题
1．(2023·全国卷乙节选)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知x＝______，y＝________。
2．(2022·湖南高考节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L－1H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
产品中BaCl2·2H2O的质量分数为______(保留三位有效数字)。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共8题，共40分)
1．把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，所得金属粉末的质量与原铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO的物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶4 B．2∶7 C．1∶2 D．3∶8
2．3.87 g含KCl和KBr的样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量AgNO3溶液，充分反应后，产生沉淀的质量为6.63 g，则原样品中钾元素的质量分数为(　　)
A．24.1% B．40.3% C．25.9% D．48.7%
3．常温下，某氮的气态氧化物15.6 L与过量的氢气混合，在一定条件下反应，使之生成液态水和无污染的气体单质。恢复到原状态，反应后气体体积比反应前气体体积减小了46.8 L，则原氮的氧化物的化学式为(　　)
A．N2O3 B．NO2 C．NO D．N2O
4．密胺是重要的工业原料，结构简式如图所示。工业上以液氨和二氧化碳为原料，以硅胶为催化剂，在一定条件下通过系列反应生成密胺。若原料完全反应生成密胺，则NH3和CO2的质量之比应为(　　)
A．17∶44 B．22∶17 C．17∶22 D．2∶1
5．28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为(　　)
A．36 g B．40 g C．80 g D．160 g
6．将0.15 mol Cu和Cu2O混合固体投入至800 mL 2 mol·L－1的稀硝酸溶液中，充分反应后无固体剩余，反应过程中只生成NO气体，向反应后溶液中滴加5 mol·L－1NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀时，所加NaOH溶液的体积为(　　)
A．260 mL B．280 mL C．300 mL D．400 mL
7．工业上，利用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)冶炼金属，产生的废气可以制备硫酸。某黄铜矿中铜元素的质量分数为a%(假设杂质不含铜、铁、硫元素)，其煅烧过程转化率为75%，得到的SO2转化为SO3的转化率为80%，SO3的吸收率为96%。现有黄铜矿100 t，其废气最多能制备98%的硫酸(　　)
A．1.8a t B．2.8a t C．3.2a t D．4.5a t
8．用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是(　　)
A．PbO B．Pb2O3 C．Pb3O4 D．PbO2
二、非选择题(共4题，共25分)
9．(6分)(2023·厦门模拟节选)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)的纯度。称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水配制成100 mL溶液。取0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液____________________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。
10．(6分)人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm－3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL酸性KMnO4溶液。
(1)已知草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mnx＋＋10CO2↑＋8H2O，则其中的x＝________。(3分)
(2)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为______mg·cm－3。(3分)
11．(7分)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液。
Ⅱ.取V1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色。
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL废水。
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI。
Ⅴ.用b mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知：①I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6；
②Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色；
③
废水中苯酚的含量为__________________________g·L－1(苯酚摩尔质量：94 g·mol－1)。
12．(6分)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。
若银铜合金中铜(M＝63.5 g·mol－1)的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol Cu[Al(OH)4]，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
强化专题(一)　热重分析法的应用
只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成物等与质量相联系的信息。
1．热重曲线类型
剩余固体质量与温度的关系曲线 失重率与温度的关系曲线 固体残留率与温度的关系曲线
失重率＝×100% 固体残留率＝×100%
2.解答热重分析题目的一般思路
(1)设晶体为1 mol。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
(3)计算每步的m(剩余)，×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。
【典例】 将1.800 g FeC2O4·2H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分析曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示：
已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。
②500 ℃之前，该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中，500 ℃时起，样品池与大气相通。回答下列问题：
(1)300 ℃时是样品脱水的过程，试确定350 ℃时样品是否脱水完全。________(填“是”或“否”)。
(2)400 ℃时发生变化的化学方程式是____________________________________。
(3)500～1 400 ℃时所得固体的化学式为__________________。
【对点练】 取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。硫酸铝铵晶体在633 ℃、975 ℃分解生成的固体分别为________、________(填化学式)。
[强化专题(一)]　热重分析法的应用
1．(5分)将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热，升温过程中固体的质量变化如图。下列说法正确的是(　　)
A．FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子 B.在100 ℃时，M的化学式为FeSO4·6H2O
C.在200 ℃时，N的化学式为FeSO4·3H2O
D.将处于380 ℃的P加热至650 ℃的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
2．(5分)(2022·全国卷乙)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在200 ℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(　　)
A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体 B．最高价氧化物的水化物酸性：YC．100～200 ℃阶段热分解失去4个W2Z D．500 ℃热分解后生成固体化合物X2Z3
3．(5分)化合物[Z2(WY4)3·18X2Y]可在水处理中作为凝絮剂。X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增加，Y的质子数是W的原子序数的一半。该化合物的热重分析曲线如图a所示。向1 mol Z2(WY4)3溶液中滴入Ba(OH)2溶液的图像如图b所示。已知：失重百分数＝×100%。下列叙述正确的是(　　)
A．X、Y、Z、W的单质在常温下均为固体
B．Z、W的简单离子半径大小顺序为：Z＞W
C．该化合物在400 ℃热分解将失去18个X2Y
D．该化合物在1 100 ℃热分解后生成固体化合物Z2Y3，且工业上通过电解熔融的Z2Y3制备单质Z
4．(12分)PbO2在加热过程中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。
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5．(8分)(2023·辽宁高考节选)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图所示。700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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