Question

某學習小組的同學在學習了Na₂CO₃、NaHCO₃的性質后，了解到它們都能與鹽酸反應產生CO₂氣體，那么如何鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃呢？帶著這樣的疑問，他們進行了下列探究：

【查閱資料】（1）Ca(HCO₃)₂可溶于水；

            （2）NaHCO₃固體受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水。

【猜想】（1）甲同學認為可用澄清石灰水鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

        （2）乙同學認為可用CaCl₂溶液鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

    甲、乙兩同學的猜想是依據澄清石灰水、CaCl₂溶液分別與Na₂CO₃溶液反應均有沉淀產生；又知道Ca(HCO₃)₂可溶于水，因此猜測澄清石灰水、CaCl₂溶液分別與NaHCO₃溶液混合不會產生沉淀，從而鑒別出兩種溶液。

       （3）丙同學認為固體Na₂CO₃、NaHCO₃可用加熱的方法鑒別。

【實驗探究】（1）甲同學在兩支分別盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的試管中，各加入澄清石灰水，觀察到兩支試管中的現象相同，均產生了白色沉淀，實驗結果與猜想不一致，即不能用澄清石灰水鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

（2）乙同學將CaCl₂溶液加入到分別盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的試管中，發現兩支試管中也都產生了白色沉淀，實驗結果出乎意料，但根據觀察到的其他實驗現象，他認為仍可用CaCl₂溶液鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

    （3）丙同學分別取了一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固體于大試管中加熱（如圖1）：

    ①加熱Na₂CO₃時，開始即見小試管中有少量氣泡產生，繼續加熱，氣泡逐漸減少，未見澄清石灰水變渾濁，

②加熱NaHCO₃時，丙同學觀察到實驗現象與①不同，證實了自己的猜想是合理的。

【問題討論】（1）小組同學對上述實驗展開了討論，對甲同學的兩個實驗進行了比較，并從物質在溶液中解離出不同離子的微觀角度分析了原因（如圖2、圖3）。請寫出Na₂CO₃與澄清石灰水發生反應的化學方程式      ；寫出NaHCO₃與澄清石灰水混合時參與反應的離子：           。

（2）乙同學的兩個實驗中，大家對CaCl₂與Na₂CO₃溶液的反應比較熟悉，該反應的化學方程式為         ；而對CaCl₂與NaHCO₃溶液混合產生的現象難以理解，同學們又進一步查閱了資料，了解到CaCl₂與NaHCO₃溶液可發生如下反應：

CaCl₂+2NaHCO₃＝CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O,因而同學們知道了乙同學是通過觀察到  

   現象來鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液的。

    至于CaCl₂與NaHCO₃溶液為什么能發生上述反應，老師指出其反應原理較復雜，有待于今后學習中進一步探究。

（3）丙同學在加熱Na₂CO₃固體時，開始產生少量氣泡的原因是      ；根據你分析：Na₂CO₃受熱      分解（填“易”或“不易”）。在加熱NaHCO₃固體時，丙同學觀察到的實驗現象是

      （任寫一種）。

 【拓展應用】（1）固體Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通過      方法除去。

（2）要除去Na₂CO₃溶液中混有的少量NaHCO₃,可加入適量的      溶液。

Answer 1

【問題討論】（1）Na₂CO₃+Ca(OH)₂＝CaCO₃↓+2NaOH

                 OH^-、HCO^-₃、Ca²⁺     

（2）Na₂CO₃+CaCl₂＝CaCO₃↓+2NaCl

    有無氣泡產生

（3）空氣受熱膨脹  不易  澄清石灰水變渾濁（或小試管中有大量氣泡產生或大試管管口有水珠等）

【拓展應用】（1）加熱  （2）NaOH（或氫氧化鈉）