Question

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

 

（2）用

 

（填儀器名稱）將加熱后的坩堝放到

 

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

 

．
（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(guò)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)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(guò)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）碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，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(guò)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

62

=

x

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)

故答案為：
（1）2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
（2）坩堝鉗；C；
（3）

84(m1-m2)

31(m1-a)

；
（4）

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%=90% 
（m₁-a）=

84×0.6g

31×90%

≈1.8g
答：至少需稱樣品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．