Question

已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解．现有某工厂生产出的一批碳酸氢钠中混有少量的碳酸钠，为了测定产品中碳酸氢钠质量分数，具体的检验步骤如下：
①取一只洁净的坩埚，称其质量为ag；再向其中加入样品，称得总质量为m₁g；
②加热该盛有样品的坩埚；
③将坩埚充分冷却，称量坩埚和剩余固体的质量；
④多次重复步骤②和③至恒重，称得坩埚和剩余固体的总质量为m₂g．
（1）写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式

 

（2）用

 

（填仪器名称）将加热后的坩埚放到

 

中（填序号）冷却．

（3）根据题意，用a、m₁、m₂的代数式表示样品中碳酸氢钠的质量分数为

 

．
（4）步骤①、③和④都需要用到精度为0.1g的托盘天平称量，若本题中（m₁-m₂）的值超过0.6g，假设样品中碳酸氢钠的质量分数为90%，则至少需称样品多少克？

Answer 1

分析：（1）根据信息：碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式；
（2）为防止加热后物质在冷却过程中吸收空气中水而影响测定结果，应放在干燥器中进行冷却；
（3）根据质量守恒定律，由加热前后剩余物质的质量差可求得分解反应出二氧化碳与水的质量即固体减少的质量，由固体减少的质量根据化学方程式计算出样品中碳酸氢钠质量，并进一步计算样品中碳酸氢钠的质量分数；
（4）根据假设样品中碳酸氢钠的质量分数为90%及固体减少的质量0.6g，由样品中碳酸氢钠的质量分数的代数式，计算出至少需称样品的质量．

解答：解：（1）碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
（2）使用坩埚钳把加热后的坩埚移入干燥器C中进行冷却，防止冷却过程中吸收空气中的水分，而影响后面的称量的结果；
（3）设样品中碳酸氢钠的质量为x
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑  固体质量减少
168         106              168-106=62
x                               m₁-m₂

168

62

=

x

m1-m2

 
x=

84(m1- m2)

31

样品中碳酸氢钠的质量分数=

84(m1- m2) 31

m1 -a

×100%=

84(m1-m2)

31(m1-a)

故答案为：
（1）2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；
（2）坩埚钳；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：至少需称样品1.8g．

点评：解答时需要注意到：固体在加热时质量减小是由于分解生成二氧化碳和水的原因，因此，计算时不能把此质量当作放出二氧化碳的质量计算．