Question

碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容．
（1）“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少

CO₂

（填化学式）的排放量．
（2）如图1为元素周期表中的一格，下列说法不正确的是

C

（填标号）．
A．碳元素属于非金属元素
B．碳原子核内质子数为6
C．碳元素的原子结构示意图为
D．碳的相对原子质量为12.01
（3）如图2是某趣味实验装置图．挤压胶头滴管后，可观察到气球胀大的现象．请分析其原因，并写出化学方程式．
（4）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

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑

（2）用

坩埚钳

（填仪器名称，如图3）将加热后的坩埚放到

C

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

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%

．
（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“低碳生活”倡导低能量、低消耗，减少含碳物质的释放，主要是指减少CO₂的排放量进行解答；
（2）根据元素周期表中所提供的信息进行解答；
（3）根据氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水使瓶内压强变小进行解答；
（4）：（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）“低碳生活”倡导低能量、低消耗，减少含碳物质的释放，主要是指减少CO₂的排放量；
（2）A．碳元素属于非金属元素，故A正确；
B．碳原子核内质子数为6，故B正确
C．碳原子核内质子数为6可知碳元素的原子结构示意图为，故C错误；
D．由图1可知碳的相对原子质量为12.01，故D正确；
（3）氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，使瓶内压强变小，所以可观察到气球胀大，化学方程式2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）：（1）碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，在该温度下水是气态的，所以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

x

=

62

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)

×100%；
（4）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，可知：

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%=90%
（m₁-a）=

84×0.6g

31×90%

=1.8g
至少需称样品的质量为1.8g．
故答案为：（1）CO₂；（2）C；（3）氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，使瓶内压强变小；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；（4）：（1）2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑；（2）坩埚钳；C；（3）

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%；（4）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．