Question

某學習小組同學在學習了Na₂CO₃、NaHCO₃的性質后，了解到它們都能與鹽酸反應產生CO₂，那么如何鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃呢？帶著疑問，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
【猜想假設】（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．實驗結果與原猜想假設不一致，即不能用澄清石灰水鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液．同學們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1所示）．
寫出Na₂CO₃溶液與澄清石灰水反應的化學方程式：______．
NaHCO₃溶液與澄清石灰水混合時實際參與反應的是______．
（2）乙同學分別取一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固體于大試管中加熱（如圖2所示）．
①加熱Na₂CO₃時開始即見燒杯中有少量氣泡產生，繼續加熱氣泡逐漸減少，未見澄清石灰水變渾濁．開始加熱時產生氣泡的原因是
______，由實驗現象可知，Na₂CO₃受熱______（填“易”或“不易”）分解．
②加熱NaHCO₃固體時觀察到的現象是（任寫兩個）______、______，加熱NaHCO₃發生反應的化學方程式為：______ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

Answer 1

【答案】分析：【實驗探究】（1）通過分析圖中有關反應物混合前后離子的變化，可以寫出反應方程式和參與反應的離子；
（2）①根據“二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁”的特性就可以判定碳酸鈉受熱不易分解；
②碳酸氫鈉受熱分解產生碳酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．
【拓展應用】（1）因為碳酸氫鈉不穩定，可用加熱進行除雜．
（2）可以采用轉化法將碳酸氫鈉轉化為碳酸鈉．
解答：解：【實驗探究】（1）由圖1可知Na₂CO₃和Ca（OH）₂混合后有新物質CaCO₃生成及自由鈉離子和氫氧根，所以方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；由圖1可知NaHCO₃與澄清石灰水混合，反應前的離子有HCO₃^-、Na⁺、Ca²⁺、OH^-，反應后有新物質CaCO₃、H₂O、Na⁺、CO₃^2-，對比前后可知參加反應的離子有OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH； OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺；
（2）①因為“加熱Na₂CO₃時開始即見燒杯中有少量氣泡產生，未見澄清石灰水變渾濁”可以判定碳酸鈉受熱沒有分解產生二氧化碳．開始加熱時產生氣泡的原因是空氣受熱膨脹．
故填：空氣受熱膨脹；不易；
②碳酸氫鈉受熱易分解，2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂氣體通入澄清石灰水中發生反應，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸鈣沉淀變渾濁．
故填：澄清石灰水變渾濁、小試管中有大量氣泡產生；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
【拓展應用】（1）可以利用NaHCO₃的不穩定性，采用加熱方法將其轉換為碳酸鈉．2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
故填：加熱；
（2）加入適量的NaOH溶液，將其轉換為Na₂CO₃，方程式為 NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O
故填：NaOH．
點評：本題是信息給予題，信息量、閱讀量很大，首先必須剔除干擾信息，再結合課本已有知識快速解題．