Question

某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)___   _______；
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其都发生的反应的化学方程式为_____________                   ___________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是__________________________；
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________；
（4）有同学认为，除上述试验方法外，向两种固体配成的溶液中加入澄清石灰水也可以区分它们，这种说法是_____________（填“正确”或“错误”）的。
（5）将碳酸氢钠溶液与足量的澄清石灰水混合并充分反应，其离子方程式为_________________________。其剩余溶液的溶质化学式为___________
（6）另有两瓶溶液，已知分别是K₂CO₃和NaHCO₃，请你写出两种不同的鉴别方法。
①________________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________。

Answer 1

（1）Ⅱ（2）2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；CO₂+Ca(OH)₂＝CaCO₃↓+H₂O；Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行（3）2NaHCO₃（4）错误（5）HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-＝CaCO₃↓+H₂O ；Ca(OH)₂、NaOH
（6）①焰色反应，隔蓝色钴玻璃能看到紫色焰色的是K₂CO₃，否则是2NaHCO₃。
②加入BaCl₂(CaCl₂)溶液，产生白色沉淀的是K₂CO₃，否则是2NaHCO₃。

试题分析：（1）无论碳酸钠还是碳酸氢钠都能和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故Ⅰ无法鉴别；实验Ⅱ中，盐酸和碳酸氢钠反应立即产生气泡，盐酸和碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以看到的现象不同，故能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。
（2）碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式是2NaHCO₃Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑。CO₂能使澄清的石灰水变混浊，则反应的化学方程式是CO₂+Ca(OH)₂＝CaCO₃↓+H₂O。与实验相比，实验Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行。
（3）碳酸钠直接加热，碳酸氢钠不直接加热，不直接加热的碳酸氢钠能分解而直接加热的碳酸钠不分解更能说明碳酸氢钠不稳定，所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠。
（4）澄清石灰水均能和碳酸氢钠以及碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙，不能鉴别，所以这种说法是错误的。
（5）如果澄清的石灰水过量，则碳酸氢钠和石灰水反应生成物是碳酸钙、氢氧化钠和水，反应的离子方程式是HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-＝CaCO₃↓+H₂O。因此剩余溶液的溶质化学式为Ca(OH)₂、NaOH。
（6）①根据盐中阳离子的不同，可以通过焰色反应鉴别，即利用焰色反应，隔蓝色钴玻璃观察，能看到紫色焰色的是K₂CO₃，否则是2NaHCO₃。
②根据盐中阴离子的不同，可以利用沉淀法鉴别。即加入BaCl₂(CaCl₂)溶液，产生白色沉淀的是K₂CO₃，否则是2NaHCO₃。
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。明确物质的性质和实验原理，是答题的关键。