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高考热点专项 关系式法与热重分析在化学计算中的应用
目录
01 考情透视·目标导航............................................................................................................................
02 知识导图·思维引航............................................................................................................................
03 核心精讲·题型突破............................................................................................................................
题型一 关系式法.................................................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．关系式法.........................................................................................................................................................
2．寻找关系式的方法..........................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
题型二 热重分析法.............................................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．热重分析法.....................................................................................................................................................
2．热重曲线图的分析方法................................................................................................................................
3．常见的热重曲线类型.....................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
考点要求
考题统计
考情分析
关系式法
2023•山东卷，9；2022·浙江省6
月卷，27；2021•山东卷，
近年来高考试题中纯计算题不多，主要
融入在工艺流程题、综合实验题目中，试题
1
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18(3)；
常以信息给予题的形式出现，但落点仍是考
查基本计算技能，其中关系式法呈现较多，
热重曲线以图像和文字组合的形式呈现，考
查内容以书写方程式、判断某温度时物质组
成为重点，考查方式以填空、计算等形式较
为常见，综合考查学生获取信息的能力、处
理据的能力和元素守恒的化学思想等
热重分析
法
2022•全国乙卷，11，6 分；2000·
广东卷；2014·全国Ⅱ卷，
27(4)；
2
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题型一 关系式法
1．(2023•山东卷，9)一定条件下，乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应
[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全，利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量，
实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下：
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入
样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸
酐完全水解：(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH。
③加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V1mL。
④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用
cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V2mL。
样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，可以计算乙酸酐的总物质
的量，根据反应方程式[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]系数关系，得出ROH 与乙酸酐反应后剩
余的乙酸酐的物质的量，由此可以计算与ROH 反应的乙酸酐的物质的量，即R-OH 的物质的量，即羟基的
含量。根据滴定过程中，用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，消耗标准溶液
V2mL，需要消耗cmol·L-1NaOH-甲醇的物质的量为
，即乙酸酐的总物质的量=
3
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；则ROH 与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量=
，所以与ROH 反应的
乙酸酐的物质的量=
，也即样品ROH 中羟基的物质的量，所以ROH 样品中羟
基质量分数=
，故选C 。
2．(2022·浙江省6 月卷，27)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：CaCO3 (s)
=CaO (s)＋CO2(g) ΔH＝1.8×102kJ·mol−1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定
比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成CO2，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产
生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的CO2最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为30
kJ·g-l (假设焦炭不含杂质)。请回答：
(1)每完全分解
石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要投料_______kg 焦炭。
(2)每生产106kg 纯碱，同时可获得_______kgCaO (列式计算)。
【答案】(1)10.8 (2)70
【解析】(1)完全分解100kg 石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是
＝162000kJ，已知：焦炭的热值为30 kJ·g-l (假设焦炭不含杂质)，其热量有效利
用率为50%，所以需要投料焦炭的质量是
＝10800g＝10.8kg。(2)根据(1)中计算可知消耗焦炭
的物质的量是
=900mol，参加反应的碳酸钙的物质的量是900mol，这说明参加反应的碳酸钙和焦
炭的物质的量之比为1：1，所以根据原子守恒可知生成氧化钙的质量是
＝70kg。
3．(2021•山东卷，18 节选)(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下：
①称量：将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为m1g；开盖并计时1 分钟，盖紧称重为
4
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m2g；再开盖加入待测样品并计时1 分钟，盖紧称重为m3g，则样品质量为_________g(不考虑空气中水蒸
气的干扰)。
②滴定：先将WCl6转化为可溶的Na2WO4，通过IO3
-离子交换柱发生反应：WO4
2-
+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO3
-；交换结束后，向所得含IO3
-的溶液中加入适量酸化的KI 溶液，发生反应：IO3
-
+5I-+6H+=3I2+3H2O；反应完全后，用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2+2S2O3
2-=2I-+S4O6
2-。滴定达终点
时消耗cmol•L-1的Na2S2O3溶液VmL，则样品中WCl6(摩尔质量为Mg•mol-1)的质量分数为
________________。称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1 分钟，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体
积将______ (填“偏大”“偏小”或“不变”)，样品中WCl6质量分数的测定值将_____ (填“偏大”“偏
小”或“不变”)。
【答案】(3)
( m
①
3+m1- 2m2) ②
% 不变 偏大
【解析】(3)①称量时加入足量的CS2，盖紧称重为m1g，由于CS2易挥发，开盖时要挥发出来，称量
的质量要减少，开盖并计时1 分钟，盖紧称重m2g，则挥发出的CS2的质量为(m1- m2)g，再开盖加入待测样
品并计时1 分钟，又挥发出(m1- m2)g 的CS2，盖紧称重为m3g，则样品质量为：m3g+2(m1- m2)g-
m1g=( m3+m1- 2m2)g；②滴定时，根据关系式：WO4
2-~2IO3
-~6I2~12 S2O3
2-，样品中n(WCl6)=n(WO4
2-)=
n(S2O3
2-)=
cV
10-3mol，m(WCl6)=
cV
10-3mol
Mg/mol=
g，则样品中WCl6的质量分数为：
100%=
%；根据测定原理，称量时，若加入待测样品后，开盖时
间超过1 分钟，挥发的CS2的质量增大，m3偏小，但WCl6的质量不变，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积
将不变，样品中WCl6质量分数的测定值将偏大。
关系式法解题步骤
5
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1 ．
关系式法
实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若
干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据若干化学反应方程
式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。
关系式法常常应用于多步进行的连续反应。在多步反应中，第一步反应的产物，即是下一步反应的反
应物。根据化学方程式，每一步反应的反应物和生成物之间有一定的量的关系，即物质的量之比是一定的。
所以，可以利用某中间物质作为 “中介”，找出已知物质和所求物质之间的量的关系。它是化学计算中
的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题
步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。
用关系式法解题的关键是建立关系式，而建立关系式一般途径是：
(1) 利用化学方程式之间的化学计量数间的关系建立关系式；
(2) 利用化学方程式的加合建立关系式；
(3) 利用微粒守恒建立关系式。
2 ．
寻找关系式的方法
(1)对于独立的化学反应，可以通过化学方程式，或反应中某原子、离子守恒，找
出它们物质的量之间的关系，然后进行计算。
(2)对于连续发生的多步化学反应，可以根据前后某元素的原子、离子的数量不变
找到关系式(假定反应过程中它没有损失)，不过象氨氧化法制硝酸的中间反应，虽然有氮原子损失，但对
实际工业生产来说，由于NO 的循环利用，故仍可认为有如下关系式：NH3～HNO3 ，否则应由多个化学反
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应找出关系式。
1．用黄铁矿可以制取 H2SO4，再用 H2SO4 可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.2% 的黄铁矿
75.0 t，最终生产出79.2 t(NH4)2SO4。已知 NH3 的利用率为 92.6%，H2SO4的利用率为 89.8%，试求黄铁
矿制取 H2SO4 时的损失率为( )
A. 23.8% B. 33.4% C. 35.6% D. 63.8%
【答案】B
【解析】首先须搞清 H2SO4 的利用率与 FeS2 利用率的关系。H2SO4 的利用率为 89.8%，与 H2SO4
的利用率是 100%、FeS2 的利用率为 89.8% 是等价的。并排除 NH3 利用率的干扰作用。其次，根据 S
原子守恒找出已知量 FeS2 与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x)：
FeS2 ~ 2H2SO4 ~ 2(NH4)2SO4
120 264
75.0 t×80.2%×89.8%·x 79.2 t
x=66.6%[
黄铁矿的损失率为：1.00－66.6%=33.4%。
2．为测定某石灰石中CaCO3的质量分数，称取W g 石灰石样品，加入过量的浓度为6 mol/L 的盐酸，
使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的CO2，再加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低
溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀，离子方程式为：C2O4
2-+Ca2+=CaC2O4↓，过滤出CaC2O4后，用稀硫酸溶解：
CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4，再用蒸馏水稀释溶液至V0 mL。取出V1 mL 用a mol/L 的KMnO4酸性溶液
滴定，此时发生反应： 2MnO4
-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，若滴定终点时消耗a mol/L 的
KMnO4 V2 mL，计算样品中CaCO3的质量分数。
【答案】
【解析】本题涉及到化学方程式或离子方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，C2O4
2-
+Ca2+=CaC2O4↓，CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4，2MnO4
-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。由方程式可
以得出相应的关系式：
5CaCO3——5Ca2+——5CaC2O4——5H2C2O4——2MnO4
-
5 2
n1(CaCO3) aV2×10-3 mol
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n1(CaCO3) = 2.5 aV2×10-3 mol ，样品中：n (CaCO3) = 2.5 aV2×10-3×
mol ，则：ω(CaCO3) =
。
3．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主
要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应。
请回答下列问题：
假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg 质量分数为b%的硫酸加入到c kg 烧渣中浸
取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按
上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3________kg。
【答案】0.011 8ab－0.646c 或－
【解析】n(Fe2O3)＝mol，反应生成Fe2(SO4)3消耗H2SO4的物质的量为mol，用活化硫铁矿还原Fe3＋生
成H2SO4的物质的量为mol，则剩余H2SO4的物质的量为n(H2SO4)剩＝×＋－mol＝(0.102ab－5.571c) mol，
又因为n(FeCO3)～n(H2SO4)，则应加入FeCO3 的质量为116 g/mol×(0.102ab－5.571c)mol＝(11.832ab－
646.236c)g＝(0.011 8ab－0.646c) kg 或。
4．软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg 等)的水悬浊液与烟气中SO2 反应可制备
MnSO4·H2O，反应的化学方程式为：MnO2＋SO2===MnSO4。
(1)质量为17.40 g 纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。
(2)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O 样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2＋
全部氧化成Mn3＋，用c(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋)，
消耗Fe2＋溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O 样品的纯度(请给出计算过程)。
【答案】(1)4.48
(2)n(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1×＝1.00×10－3mol，n(Mn2＋)＝n(Fe2＋)＝1.00×10－3mol，m(MnSO4·H2O)＝
1.00×10－3mol×169 g·mol－1＝0.169 g；MnSO4·H2O 样品的纯度为：×100%＝98.8%
【解析】(1)根据提供的化学方程式知，1 mol MnO2氧化1 mol SO2，则17.40 g 纯净的MnO2最多能氧
化标准状况下SO2的体积为×22.4 L·mol－1＝4.48 L。(2)根据滴定原理可得关系式：Mn2＋～Mn3＋～Fe2＋，
n(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1×0.02 L＝1.00×10－3mol，则n(Mn2＋)＝n(Fe2＋)＝1.00×10－3mol，m(MnSO4·H2O)＝
1.00×10－3mol×169 g·mol－1＝0.169 g，故MnSO4·H2O 样品的纯度为：×100%＝98.8%。
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题型二 热重分析法
1．(2022•全国乙卷，11)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
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：
C．
阶段热分解失去4 个W2Z
D．
热分解后生成固体化合物X2Y3
【答案】D
【解析】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。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，
则说明失去的是水，即W 为H，Z 为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y 为N，原子序
数依次增加，且加和为21，则X 为B。A 项，X(B)的单质常温下为固体，故A 错误；B 项，根据非金属性
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；C 项，根据前面已知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，则质量分数
，则说明不是失去去4 个
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H2O，故C 错误；D 项，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，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为
，说明假设正确，故D 正确。故选D。
2．(2014·全国Ⅱ卷，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。
【答案】2∶3
【解析】由题意可得二氧化铅分解的化学方程式为PbO2
PbOx＋
O2↑，由失重曲线上的a 点为样
品失重4.0%可得：
×32=239×4.0%，解得x=2-
≈1.4，由PbOx和mPbO2·nPbO 的铅原子和氧原
子个数比相同可得：
=1.4，解得
。
3．(2000·广东卷)下图是100 mgCaC2O4·H2O 受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线。试
利用图中信息结合所学的知识，回答下列各问题：
10
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(1)温度分别为t 1 和t 2 时，固体产物的化学式A 是______________，B 是______________。
(2)由CaC2O4·H2O 得到A 的化学方程式为__________________________________。
(3)由A 得到B 的化学方程式为____________________________________________。
(4)由图计算产物C 的相对分子质量，并推断C 的合理的化学式。
【答案】(1)CaC2O4 CaCO3 (2)CaC2O4·H2O
CaC2O4 +H2O↑
(3)CaC2O4
CaCO 3 +CO↑ (4)56 CaO
【解析】(1)由图可知，t1时A 点，100mg CaC2O4·H2O 的质量变为87.7mg。CaC2O4·H2O 的的摩尔质量
是146g/mol，设分解后产物的摩尔质量为M1，则100×10-3/146＝87.7×10-3/M 1，解得M1＝128.04g/mol；
CaC2O4的摩尔质量为128g/mol，因此可推测CaC2O4·H2O 的分解反应方程式为CaC2O4·H2O
CaC2O4
+H2O↑；A 的化学式是CaC2O4；t2时B 点，87.7mg 的CaC2O4受热分解，设分解产物的摩尔质量为M 2，则
87.7× 10 -3/M1＝68.5×10-3/M 2，解得M2＝99.98g/mol，因此产物B 应为CaCO3；(2)由CaC2O4·H2O 得到A 的
化学方程式为CaC2O4·H2O
CaC2O4 +H2O↑；(3)根据以上分析可知由A 得到B 的化学方程式为CaC2O4
CaCO 3 +CO↑；(4)加热至1000℃～1200℃时，由图可知分解产物C 的质量约为38mg，设C 点化合物的摩
尔质量为M3，则68.5×10-3/M2＝38×10-3/M3，解得M3＝55.47g/mol；与CaO 的摩尔质量(56g/mol)接近，分
解方程式应为：CaC2O4
CaCO 3 +CO↑，由此得出C 的化学式为CaO，其分子量为56。
两步法”突破热重曲线分析及计算题
热重曲线问题的解题思路
(1)设晶体为1 mol，其质量为m。
(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
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(3)计算每步固体剩余的质量(m 余)：
×100%=固体残留率。
(4)晶体中金属质量不再减少，仍在残留固体(m 余)中。
(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得得m(O)，由n(金属) n(O)
∶
，即可求出失重后物质的化学式。
(6)根据失重后物质的化学式，写出相应的化学方程式。
1 ．
热重分析法
热重分析法是利用热分析天平记录的热分析曲线，它反映了样品的残留质量和固体残留率(即质量分
数)随温度或时间的变化关系。通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在哪个温度段发生了什么变化，有
什么质量损失、失重率是多少、分几步分解、分解的温度范围、热稳定性、结晶水的鉴定等信息，并且可
根据物质失去的重量，求出百分比，由此也可推断出从体系中分离的是什么物质。
热重曲线试题主要以下类型：
(1)从失重的方式来分，热重曲线类试题可分为两类：第一类试样发生分解反应，以脱水、分解等方式
失重，气氛物质不参加反应；第二类试样发生氧化、还原等反应，以氧化、还原等方式失重。当然也有试
题形式上是两者的结合，但本质上可以分步处理，故仍属于上述类型。
(2)从选试样是否已知，热重曲线类试题可分为两类：第一类以已知试样确定产物组成的目标思维法试
题；第二类以未知试样需要确定组成的逆向思维法试题。
2 ．
热重曲线图的分析方法
(1)识图。识图的关键是三看：一看轴即横、纵坐标所表示的化学含义(自变量X 轴和函数Y 轴表示的
意义)，寻找X、Y 轴之间的关系，因为这是理解题意和进行正确思维的前提；二看点即曲线中的特殊点
(顶点、始点、终点、拐点、交叉点)；三看线即曲线的走势(变化趋势是上升、下降、波动、正态、偏态等
变化)。
(2)析图。分析图中为什么会出现这些特殊点，曲线为什么有这样的变化趋势和走向，分析曲线变化的
因果关系；通过联想，把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图中的曲线和相关点建立联系。
(3)用图。将相关的化学知识与图中曲线紧密结合，在头脑中构建新的曲线——知识体系，然后运用新
的曲线——知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。
3 ．
常见的热重曲线类型
(1)剩余固体质量与温度关系曲线
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如图所示的热重曲线，纵坐标表示剩余固体质量，横坐标表示温度。
(2)失重率与温度关系曲线
如图所示的热重曲线，纵坐标表示失重率或固体残留率，其中失重率=×100%
(3)固体残留率与温度关系曲线
如图所示的热重曲线，纵坐标表示失重率或固体残留率，其中固体残留率=×100%。
1．研究表明NH4VO3固体(固体的组成用V2O5·a NH3·b H2O 表示)热分解得到V2O5的过程可分为四步，
每一步产生NH3 和H2O(g)的物质的量之比依次为2 1∶、x y∶、3 2∶、3 2∶。某实验小组取23.4gNH4VO3固体进
行热重分析，剩余固体的质量与温度的关系如图所示：
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下列分析错误的是
A．NH4VO3可表示为V2O5·2NH3·H2O
B．
时，剩余固体的组成可表示为
C．已知
时，剩余固体的组成可表示为
，则
D．图中m 的值为18.20
【答案】C
【解析】NH4VO3可以表示为V2O5·2NH3·H2O，NH4VO3的摩尔质量为117g/mol，23.4gNH4VO3固体为
0.2mol，相当于0.1molV2O5，0.2molNH3，0.1molH2O，150℃时减少的质量为2.6g，减少0.1molNH3和
0.05molH2O，剩余固体的组成可表示为
，当剩余固体为V2O5时，质量为0.1mol×182g/
mol=18.2g。A 项，NH4VO3各原子数均2 倍后可表示为V2O5·2NH3·H2O，故A 正确；B 项，150℃时减少的
质量为2.6g，减少0.1molNH3和0.05molH2O，150℃时，剩余固体的组成可表示为
，故B
正确；C 项，已知180℃时，剩余固体的组成可表示为
，由
时，剩余固体的组成
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可表示为
，则失去的氨的物质的量：失水的物质的量=(1-
)：(
-
)=3：1，则
，
故C 错误；D 项，23.4gNH4VO3固体为0.2mol，将NH3和H2O 全部失去后为V2O5，质量为
23.4g-0.2mol×34g/mol-0.1mol×18g/mol=18.2g，图中m 的值为18.20，故D 正确；故选C。
2．ZX2Y4·W2Y 是一种白色晶体粉末，不溶于水，用于陶瓷上釉等。W、X、Y、Z 为前 20 号元素，
原子序数依次增加，且加和为 35，已知 X、Y 原子最外层电子数分别是其电子层数的 2 倍、3 倍，
ZX2Y4·W2Y 热分解可制备 ZY，该化合物的热重曲线如图所示。下列叙述不正确的是
A．Z、X 可以组成共价化合物 ZX2 B．化合物 W2X2Y4 具有还原性和酸性
C．150～200℃阶段热分解失去 W2Y D．400～600℃热分解后生成固体化合物 ZXY3
【答案】A
【解析】ZX2Y4·W2Y 是一种白色晶体粉末，不溶于水，用于陶瓷上釉等。W、X、Y、Z 为前 20 号
元素，已知 X、Y 原子最外层电子数分别是其电子层数的 2 倍、3 倍，则X 为C、Y 为O，W 为H，原
子序数依次增加，且加和为 35，则Z 原子序数20、为Ca ，ZX2Y4·W2Y 为CaC2O4·H2O、热分解可制备
ZY 即CaO。【详解】A 项，ZX2即CaC2不属于共价化合物、属于离子化合物，A 错误；B 项，化合物
W2X2Y4 即乙二酸、具有还原性和酸性，B 正确；C 项，CaC2O4·H2O 的相对分子质量为146、CaC2O4的相
对分子质量为128，CaC2O4·H2O 中CaC2O4的质量分数为
，则150～200℃阶段热分解失去 W2Y，C 正
确；D 项， 据题意：CaC2O4·H2O 、热分解可制备 ZY 即CaO，而碳酸钙高温分解可得氧化钙、
CaC2O4·H2O 的相对分子质量为146、CaCO3的相对分子质量为100，由钙元素守恒、结合图中纵坐标
可知：400～600℃热分解后生成固体化合物 ZXY3即CaCO3， D 正确；故选A。
3．将草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化
如下图所示，300℃~460℃范围内，发生反应的化学方程式为_______。
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【答案】ZnC2O4
ZnO+CO↑+CO2↑
【解析】设加热1mol 草酸锌晶体，加热到190℃，剩余固体占原固体质量的80.95%，可知190℃时的
固体为ZnC2O4，190℃~300℃固体质量不变，加热到460℃，剩余固体占原固体质量的42.86%，设剩余固
体的化学式为ZnOx，
，x=1，可知460℃得到的固体为ZnO，
300℃~460℃范围内，发生反应的化学方程式为ZnC2O4
ZnO+CO↑+CO2↑。
4．(2025·贵州省贵阳市高二质检)为探究绿矾分解过程，通过热重实验得到如图所示曲线(
)。失重比为38.8%时，图中
。
【答案】1
【解析】根据公式：
，即
，解得
。
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5．正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完
全脱水，则1000℃时，剩余固体成分为___(填化学式，下同)；在350～400℃范围内，剩余固体成分为___。
【答案】CoO Co3O4和Co2O3
【解析】Co(OH)2的摩尔质量为93g/mol，设Co(OH)2的物质的量为1mol，则C 点1000℃时失重的质量
为1mol×93g/mol×(1－80.65%)＝18g，即1molH2O，根据质量守恒定律，化学反应方程式为Co(OH)2
CoO
＋H2O。1000℃时剩余固体的成分为CoO。B 点500℃时失重的质量为1mol×93g/mol×(1－86.38%)＝
12.7g。已知290℃时Co(OH)2已完全脱水，1molCo(OH)2脱水成CoO 时应失重的质量为18g，因为500℃时
失重的质量不到18g，所以一定有氧气进入，使钴元素的化合价发生了变化。进入氧元素的物质的量为
，即可表述为
，整理得化学式为Co3O4。同理，A 点290℃时失重的
质量为1mol×93g/mol×(1－89.25%)＝10g，进入氧元素的物质的量为
，即可表
述为CoO·O0.5，整理得化学式为Co2O3；所以在350～400℃范围剩余固体是Co3O4和Co2O3的混合物。
6．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。
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(1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为________。
(2)500℃时固体的成分及质量____________。
【答案】(1)CaC2O4 CaO (2)固体的成分为12.8gCaC2O4和15.0gCaCO3
【解析】(1)n(CaC2O4·H2O)=
0.25 mol，含有m(H2O) =0.25 mol×18g/mol=4.50g，在300 ℃时，
×100%=87.67%，m(剩余)=36.50 g×87. 67%≈32 g，减少的质量为36.50 g-32 g=4.50g，故
此时失去全部的结晶水，残留固体为CaC2O4，在900 ℃时，
×100%=38.36%，m(剩
余)=36.50 g×38.36%≈14 g，其中Ca 的质量没有损失，含m(Ca)=0.25 mol×40g/mol=10g，另外还含有
m(O)=14 g-10 g=4 g，n(O)=0.25 mol，则n(Ca) ： n(O)=1 ： 1，化学式为CaO；(2)在600 °C 时，
×100%= 68.49%，m(剩余)=36.50 g×68. 49%≈25 g，从300 °C 至600 C 时，失去的总质量
为32 g-25 g=7 g，失去物质的摩尔质量为
，则应为CO，所以CaC2O4失去CO 后，产
物为CaCO3，在500 °C 时，应为CaC2O4 和CaCO3 的混合物，样品中CaC2O4·H2O 物质的量为
=0.25mol ，设CaC2O4 和CaCO3 的物质的量分别为xmol 和ymol ，根据500 °C 时固体总质量可得
128x+100y=36.5×76. 16%，根据钙元素守恒可得x+y=0.25，解得x=0.1，y=0.15，m(CaC2O4)= 0.1 mol×128g/
mol=12.8g，m(CaCO3)= 0.15 mol×100g/ mol=15g，500 °C 时固体的成分为12.8gCaC2O4和15.0gCaCO3。
7．(2025·北京师大附中开学考试)工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含有少量CuO、As2O3、NiO
等)生产高纯ZnO。“煅烧”步骤中，不同温度下，ZnCO3分解的失重曲线和产品ZnO 的比表面积变化情
况如图1、图2 所示。
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已知：i．固体失重质量分数
。
ii．比表面积指单位质量固体所具有的总面积；比表面积越大，产品ZnO 的活性越高。
①
时煅烧ZnCO3，
后固体失重质量分数为
，则ZnCO3的分解率为 %
(保留到小数点后一位)。
②根据图1 和图2，获得高产率(ZnCO3分解率
)、高活性(ZnO 比表面积
)产品ZnO 的
最佳条件是 (填字母序号)。
a．恒温
，
b．恒温
，
c．恒温
，
c．恒温
，
【答案】94.6 b
【解析】①ZnCO3加热时发生分解ZnCO3
ZnO+CO2↑，设加热前ZnCO3的质量为ag，300min 后固体
失重质量分数为33.3％，则生成CO2的质量为0.333ag，ZnCO3分解的质量为
，则ZnCO3的分
解率为
=94.6%；②由图1 可知，恒温300℃和恒温550℃时，失重质量分数相等，由
①可知ZnCO3分解率>95％，由图2 可知，恒温550℃时，ZnO 比表面积
，则应该选择恒温
300℃，240~300min，故选b。
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