Question

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

CO₂

（填化學式）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

（填標號）．
A．碳元素屬于非金屬元素
B．碳原子核內質子數為6
C．碳元素的原子結構示意圖為
D．碳的相對原子質量為12.01
（3）如圖2是某趣味實驗裝置圖．擠壓膠頭滴管后，可觀察到氣球脹大的現象．請分析其原因，并寫出化學方程式．
（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．現有某工廠生產出的一批碳酸氫鈉中混有少量的碳酸鈉，為了測定產品中碳酸氫鈉質量分數，具體的檢驗步驟如下：
①取一只潔凈的坩堝，稱其質量為ag；再向其中加入樣品，稱得總質量為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量；
④多次重復步驟②和③至恒重，稱得坩堝和剩余固體的總質量為m₂g．
（1）寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式

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）冷卻．
（3）根據題意，用a、m₁、m₂的代數式表示樣品中碳酸氫鈉的質量分數為

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，假設樣品中碳酸氫鈉的質量分數為90%，則至少需稱樣品多少克？

Answer 1

分析：（1）根據“低碳生活”倡導低能量、低消耗，減少含碳物質的釋放，主要是指減少CO₂的排放量進行解答；
（2）根據元素周期表中所提供的信息進行解答；
（3）根據氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水使瓶內壓強變小進行解答；
（4）：（1）根據信息：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方程式；
（2）為防止加熱后物質在冷卻過程中吸收空氣中水而影響測定結果，應放在干燥器中進行冷卻；
（3）根據質量守恒定律，由加熱前后剩余物質的質量差可求得分解反應出二氧化碳與水的質量即固體減少的質量，由固體減少的質量根據化學方程式計算出樣品中碳酸氫鈉質量，并進一步計算樣品中碳酸氫鈉的質量分數；
（4）根據假設樣品中碳酸氫鈉的質量分數為90%及固體減少的質量0.6g，由樣品中碳酸氫鈉的質量分數的代數式，計算出至少需稱樣品的質量．

解答：解：（1）“低碳生活”倡導低能量、低消耗，減少含碳物質的釋放，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．碳原子核內質子數為6，故B正確
C．碳原子核內質子數為6可知碳元素的原子結構示意圖為，故C錯誤；
D．由圖1可知碳的相對原子質量為12.01，故D正確；
（3）氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，使瓶內壓強變小，所以可觀察到氣球脹大，化學方程式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的，所以反應的化學方程式為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果；
（3）設樣品中碳酸氫鈉的質量為x
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑  固體質量減少
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量分數=

84(m1-m2) 31

m1-a

×100%=

84(m1-m2)

31(m1-a)

×100%；
（4）假設樣品中碳酸氫鈉的質量分數為90%及固體減少的質量0.6g，由樣品中碳酸氫鈉的質量分數的代數式，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生成碳酸鈉和水，使瓶內壓強變小；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．

點評：解答時需要注意到：固體在加熱時質量減小是由于分解生成二氧化碳和水的原因，因此，計算時不能把此質量當作放出二氧化碳的質量計算．