Question

碳是形成化合物種類最多的元素，含碳物質(zhì)是中學(xué)化學(xué)研究的重要內(nèi)容．
（1）“低碳生活”倡導(dǎo)低能量、低消耗，主要是為了減少

CO₂

（填化學(xué)式）的排放量．
（2）如圖1為元素周期表中的一格，下列說法不正確的是

C

（填標(biāo)號(hào)）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6
C．碳元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
D．碳的相對(duì)原子質(zhì)量為12.01
（3）如圖2是某趣味實(shí)驗(yàn)裝置圖．?dāng)D壓膠頭滴管后，可觀察到氣球脹大的現(xiàn)象．請(qǐng)分析其原因，并寫出化學(xué)方程式．
（4）已知碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸鈉受熱不分解．現(xiàn)有某工廠生產(chǎn)出的一批碳酸氫鈉中混有少量的碳酸鈉，為了測(cè)定產(chǎn)品中碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，具體的檢驗(yàn)步驟如下：
①取一只潔凈的坩堝，稱其質(zhì)量為ag；再向其中加入樣品，稱得總質(zhì)量為m₁g；
②加熱該盛有樣品的坩堝；
③將坩堝充分冷卻，稱量坩堝和剩余固體的質(zhì)量；
④多次重復(fù)步驟②和③至恒重，稱得坩堝和剩余固體的總質(zhì)量為m₂g．
（1）寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑

（2）用

坩堝鉗

（填儀器名稱，如圖3）將加熱后的坩堝放到

C

中（填序號(hào)）冷卻．
（3）根據(jù)題意，用a、m₁、m₂的代數(shù)式表示樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%

．
（4）步驟①、③和④都需要用到精度為0.1g的托盤天平稱量，若本題中（m₁-m₂）的值超過0.6g，假設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%，則至少需稱樣品多少克？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“低碳生活”倡導(dǎo)低能量、低消耗，減少含碳物質(zhì)的釋放，主要是指減少CO₂的排放量進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)元素周期表中所提供的信息進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小進(jìn)行解答；
（4）：（1）根據(jù)信息：碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式；
（2）為防止加熱后物質(zhì)在冷卻過程中吸收空氣中水而影響測(cè)定結(jié)果，應(yīng)放在干燥器中進(jìn)行冷卻；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由加熱前后剩余物質(zhì)的質(zhì)量差可求得分解反應(yīng)出二氧化碳與水的質(zhì)量即固體減少的質(zhì)量，由固體減少的質(zhì)量根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出樣品中碳酸氫鈉質(zhì)量，并進(jìn)一步計(jì)算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)假設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%及固體減少的質(zhì)量0.6g，由樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的代數(shù)式，計(jì)算出至少需稱樣品的質(zhì)量．

解答：解：（1）“低碳生活”倡導(dǎo)低能量、低消耗，減少含碳物質(zhì)的釋放，主要是指減少CO₂的排放量；
（2）A．碳元素屬于非金屬元素，故A正確；
B．碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6，故B正確
C．碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6可知碳元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故C錯(cuò)誤；
D．由圖1可知碳的相對(duì)原子質(zhì)量為12.01，故D正確；
（3）氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小，所以可觀察到氣球脹大，化學(xué)方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）：（1）碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，在該溫度下水是氣態(tài)的，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
（2）使用坩堝鉗把加熱后的坩堝移入干燥器C中進(jìn)行冷卻，防止冷卻過程中吸收空氣中的水分，而影響后面的稱量的結(jié)果；
（3）設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑  固體質(zhì)量減少
168         106              168-106=62
x                               m₁-m₂

168

x

=

62

m1-m2

x=

84(m1-m2)

31

樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

84(m1-m2) 31

m1-a

×100%=

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%；
（4）假設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%及固體減少的質(zhì)量0.6g，由樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的代數(shù)式，可知：

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%=90%
（m₁-a）=

84×0.6g

31×90%

=1.8g
至少需稱樣品的質(zhì)量為1.8g．
故答案為：（1）CO₂；（2）C；（3）氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；（4）：（1）2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；（2）坩堝鉗；C；（3）

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%；（4）1.8g．

點(diǎn)評(píng)：解答時(shí)需要注意到：固體在加熱時(shí)質(zhì)量減小是由于分解生成二氧化碳和水的原因，因此，計(jì)算時(shí)不能把此質(zhì)量當(dāng)作放出二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算．