某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)后,了解到它們都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)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(xué)認為可用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。
(2)乙同學(xué)認為可用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。
甲、乙兩同學(xué)的猜想是依據(jù)澄清石灰水、CaCl2溶液分別與Na2CO3溶液反應(yīng)均有沉淀產(chǎn)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(chǎn)生沉淀,從而鑒別出兩種溶液。
(3)丙同學(xué)認為固體Na2CO3、NaHCO3可用加熱的方法鑒別。
【實驗探究】(1)甲同學(xué)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(xiàn)象相同,均產(chǎn)生了白色沉淀,實驗結(jié)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(xué)將CaCl2溶液加入到分別盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的試管中,發(fā)現(xiàn)兩支試管中也都產(chǎn)生了白色沉淀,實驗結(jié)果出乎意料,但根據(jù)觀察到的其他實驗現(xiàn)象,他認為仍可用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。
(3)丙同學(xué)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(chǎn)生,繼續(xù)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(xué)觀察到實驗現(xiàn)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(xué)對上述實驗展開了討論,對甲同學(xué)的兩個實驗進行了比較,并從物質(zhì)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(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________;寫出NaHCO3與澄清石灰水混合時參與反應(yīng)的離子_________。
(2)乙同學(xué)的兩個實驗中,大家對CaCl2與Na2CO3溶液的反應(yīng)比較熟悉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________;而對CaCl2與NaHCO3溶液混合產(chǎn)生的現(xiàn)象難以理解,同學(xué)們又進一步查閱了資料,了解到CaCl2與NaHCO3溶液可發(fā)生如下反應(yīng):CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,因而同學(xué)們知道了乙同學(xué)是通過觀察到________________現(xiàn)象來鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液的。
至于CaCl2與NaHCO3溶液為什么能發(fā)生上述反應(yīng),老師指出其反應(yīng)原理較復(fù)雜,有待于今后學(xué)習(xí)中進一步探究。
(3)丙同學(xué)在加熱Na2CO3固體時,開始產(chǎn)生少量氣泡的原因是_______________;根據(jù)你分析:Na2CO3受熱___________分解(填“易”或“不易”)。在加熱NaHCO3固體時,丙同學(xué)觀察到的實驗現(xiàn)象是________________(任寫一種)。
【拓展應(yīng)用】(4)固體Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通過__________方法除去。
(5)要除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3,可加入適量的__________溶液。