Question

某学习小组同学在学习了Na₂CO₃、NaHCO₃的性质后，了解到它们都能与盐酸反应产生CO₂，那么如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃呢？带着疑问，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
【猜想假设】（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．实验结果与原猜想假设不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液．同学们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1所示）．
写出Na₂CO₃溶液与澄清石灰水反应的化学方程式：______．
NaHCO₃溶液与澄清石灰水混合时实际参与反应的是______．
（2）乙同学分别取一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固体于大试管中加热（如图2所示）．
①加热Na₂CO₃时开始即见烧杯中有少量气泡产生，继续加热气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊．开始加热时产生气泡的原因是
______，由实验现象可知，Na₂CO₃受热______（填“易”或“不易”）分解．
②加热NaHCO₃固体时观察到的现象是（任写两个）______、______，加热NaHCO₃发生反应的化学方程式为：______．
【拓展应用】（1）固体Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通过______的方法除去NaHCO₃．
（2）要除去Na₂CO₃溶液中混有的少量NaHCO₃，可加入适量的______溶液．

Answer 1

解：【实验探究】（1）由图1可知Na₂CO₃和Ca（OH）₂混合后有新物质CaCO₃生成及自由钠离子和氢氧根，所以方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；由图1可知NaHCO₃与澄清石灰水混合，反应前的离子有HCO₃^-、Na⁺、Ca²⁺、OH^-，反应后有新物质CaCO₃、H₂O、Na⁺、CO₃^2-，对比前后可知参加反应的离子有OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH； OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺；
（2）①因为“加热Na₂CO₃时开始即见烧杯中有少量气泡产生，未见澄清石灰水变浑浊”可以判定碳酸钠受热没有分解产生二氧化碳．开始加热时产生气泡的原因是空气受热膨胀．
故填：空气受热膨胀；不易；
②碳酸氢钠受热易分解，2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂气体通入澄清石灰水中发生反应，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸钙沉淀变浑浊．
故填：澄清石灰水变浑浊、小试管中有大量气泡产生；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
【拓展应用】（1）可以利用NaHCO₃的不稳定性，采用加热方法将其转换为碳酸钠．2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
故填：加热；
（2）加入适量的NaOH溶液，将其转换为Na₂CO₃，方程式为 NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O
故填：NaOH．
分析：【实验探究】（1）通过分析图中有关反应物混合前后离子的变化，可以写出反应方程式和参与反应的离子；
（2）①根据“二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊”的特性就可以判定碳酸钠受热不易分解；
②碳酸氢钠受热分解产生碳酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．
【拓展应用】（1）因为碳酸氢钠不稳定，可用加热进行除杂．
（2）可以采用转化法将碳酸氢钠转化为碳酸钠．
点评：本题是信息给予题，信息量、阅读量很大，首先必须剔除干扰信息，再结合课本已有知识快速解题．