题目内容
【题目】Na2CO3和NaHCO3有很多相似的化学性质,例如它们都能与稀盐酸反应生成_____气体。某学习小组对它们的鉴别方法产生了探究兴趣。
(提出问题)如何鉴别Na2CO3和NaHCO3呢?
(查阅资料)(1)NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠和两种氧化物。
(2)Ca(HCO3)2可溶于水。
(3)通常状况下,NaHCO3是一种白色晶体,溶解度小于Na2CO3的溶解度,饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体,可生成NaHCO3。
(作出猜想)猜想一:可用酚酞溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
猜想二:可用加热的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体。
猜想三:可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
猜想四:可用CO2气体鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
小组同学一致认为猜想一不正确,理由是_____。
(实验探究)请你与小组同学一起探究。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
实验1 | 分别取少量的Na2CO3和NaHCO3 固体于试管中加热,并将产生的气体通入澄清石灰水 | 加热Na2CO3时,澄清石灰水无变化;加热NaHCO3时,澄清石灰水变浑浊 | _____ |
实验2 | 分别取少量Na2CO3和NaHCO3溶液于试管中,加入澄清石灰水 | 两支试管中均产生了白色沉淀 | 猜想三 不正确 |
实验3 | 往盛有饱和Na2CO3和NaHCO3溶液的两支试管中分别通入足量的CO2气体 | 观察到_____ | 猜想四 正确 |
(问题讨论)
同学们对实验2的实验现象进行分析。从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析,Na2CO3溶液与澄清石灰水发生反应的本质原因是_____,该反应的基本类型是_____。石灰水与NaHCO3溶液也能反应生成白色沉淀,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。
(拓展应用)
除去固体Na2CO3中混有的少量NaHCO3,可用的方法是_____(用化学方程式表示)。
【答案】二氧化碳 Na2CO3和NaHCO3溶液都呈碱性,都能使酚酞溶液变红 猜想二正确或可用加热的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3固体 盛有Na2CO3溶液的试管中有白色晶体析出(或盛有Na2CO3溶液的试管中出现浑浊;或盛有Na2CO3溶液的试管中出现白色固体) Ca2+和CO32﹣结合生成CaCO3 复分解反应 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【解析】
Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸反应生均生成二氧化碳气体;
作出猜想:
小组同学一致认为猜想一不正确,理由是:Na2CO3和NaHCO3溶液都呈碱性,都能使酚酞溶液变红;
实验探究:
实验1,分别取少量的Na2CO3和NaHCO3固体于试管中加热,并将产生的气体通入澄清石灰水,加热Na2CO3时,澄清石灰水无变化;加热NaHCO3时,澄清石灰水变浑浊实验结论,说明可用加热的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3固体,猜想二正确;
通常状况下,NaHCO3是一种白色晶体,溶解度小于Na2CO3的溶解度,饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体,可生成NaHCO3。实验3,观察到盛有Na2CO3溶液的试管中有白色晶体析出或盛有Na2CO3溶液的试管中出现浑浊或盛有Na2CO3溶液的试管中出现白色固体,猜想四正确;
问题讨论:
Na2CO3溶液与澄清石灰水发生反应的本质原因是:Ca2+和CO32﹣结合生成CaCO3;碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,属于复分解反应;
拓展应用:
除去固体Na2CO3中混有的少量NaHCO3,可用的方法是加热,碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠和水和二氧化碳,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。