Question

某学习小组的同学在学习了Na₂CO₃、NaHCO₃的性质后，了解到它们都能与盐酸反应产生CO₂气体，那么如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃呢？带着这样的疑问，他们进行了下列探究：

【查阅资料】（1）Ca(HCO₃)₂可溶于水；

            （2）NaHCO₃固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水。

【猜想】（1）甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

        （2）乙同学认为可用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

    甲、乙两同学的猜想是依据澄清石灰水、CaCl₂溶液分别与Na₂CO₃溶液反应均有沉淀产生；又知道Ca(HCO₃)₂可溶于水，因此猜测澄清石灰水、CaCl₂溶液分别与NaHCO₃溶液混合不会产生沉淀，从而鉴别出两种溶液。

       （3）丙同学认为固体Na₂CO₃、NaHCO₃可用加热的方法鉴别。

【实验探究】（1）甲同学在两支分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，各加入澄清石灰水，观察到两支试管中的现象相同，均产生了白色沉淀，实验结果与猜想不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

（2）乙同学将CaCl₂溶液加入到分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，发现两支试管中也都产生了白色沉淀，实验结果出乎意料，但根据观察到的其他实验现象，他认为仍可用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

    （3）丙同学分别取了一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固体于大试管中加热（如图1）：

    ①加热Na₂CO₃时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，

②加热NaHCO₃时，丙同学观察到实验现象与①不同，证实了自己的猜想是合理的。

【问题讨论】（1）小组同学对上述实验展开了讨论，对甲同学的两个实验进行了比较，并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因（如图2、图3）。请写出Na₂CO₃与澄清石灰水发生反应的化学方程式      ；写出NaHCO₃与澄清石灰水混合时参与反应的离子：           。

（2）乙同学的两个实验中，大家对CaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应比较熟悉，该反应的化学方程式为         ；而对CaCl₂与NaHCO₃溶液混合产生的现象难以理解，同学们又进一步查阅了资料，了解到CaCl₂与NaHCO₃溶液可发生如下反应：

CaCl₂+2NaHCO₃＝CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O,因而同学们知道了乙同学是通过观察到  

   现象来鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液的。

    至于CaCl₂与NaHCO₃溶液为什么能发生上述反应，老师指出其反应原理较复杂，有待于今后学习中进一步探究。

（3）丙同学在加热Na₂CO₃固体时，开始产生少量气泡的原因是      ；根据你分析：Na₂CO₃受热      分解（填“易”或“不易”）。在加热NaHCO₃固体时，丙同学观察到的实验现象是

      （任写一种）。

 【拓展应用】（1）固体Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通过      方法除去。

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

Answer 1

【问题讨论】（1）Na₂CO₃+Ca(OH)₂＝CaCO₃↓+2NaOH

                 OH^-、HCO^-₃、Ca²⁺     

（2）Na₂CO₃+CaCl₂＝CaCO₃↓+2NaCl

    有无气泡产生

（3）空气受热膨胀  不易  澄清石灰水变浑浊（或小试管中有大量气泡产生或大试管管口有水珠等）

【拓展应用】（1）加热  （2）NaOH（或氢氧化钠）