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的质量分数,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 m 1 g;
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 m 2 g。
( 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、 m 1、 m 2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 0.1 g的托盘天平称量,若本题中( m 1- m 2)的值超过 0.6 g,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?
【解题思路】
( 1)根据“碳酸氢钠在 270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳”这一信息很容易写出反应的化学方程式;
( 2)移取热的蒸发皿应该用坩埚钳,放在石棉网上;
( 3)显然,剩余固体为碳酸钠,其质量为( m 2 - a) g,其中一部分是原有的,一部分是生成的,用生成的碳酸钠来计算碳酸氢钠的质量会使问题复杂化。用差量法可简化计算:根据反应前后固体质量差可表示出生成的水蒸气和二氧化碳气体的质量共有( m 1 - m 2) g,可计算出原样品中碳酸氢钠的质量 84( m 1 - m 2) /31 g,因为原样品质量为( m 1 - a) g,所以,原样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为 84( m 1 - m 2) /31( m 1 - a)或 84( m 1 - m 2) /31( m 1 - a)× 100%.;
( 4)解法一:可设样品的质量为 x,则碳酸氢钠的质量为 90% x。若本题中( m 1 - m 2)的值超过 0.6 g,即生成的水蒸气和二氧化碳气体的质量超过 0.6 g,先按最小值 0.6 g计,利用化学方程式可以计算出 x≈ 1.8 g;
解法二: 84( m 1 - m 2) /31( m 1 - a)= 90%,计算得: x≈ 1.8 g
【答案】