Question

5．某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，能够达到实验目的是（填装置序号）II．
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的突出优点是（填选项序号）D．
A．Ⅳ比Ⅲ复杂           B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便       D．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）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则小试管B中装入的固体是（填化学式）NaHCO₃．
（4）将碳酸钠和碳酸氢钠固体分别配制成0.5mol•L^-1的溶液，探究与0.5mol•L^-1CaCl₂溶液反应的情况

实验方案	预测现象	预测依据	实际结果
实验1：向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol•L-1CaCl2溶液	有白色 沉淀	Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大，能与CaCl2发生反应．	有白色沉淀
实验2：向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol•L-1CaCl2溶液	无白色 沉淀	NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小，不能与CaCl2反应．	既有白色沉淀出现，同时又有少量气泡冒出．

请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式：
实验1：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；实验2：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

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）根据两个实验的区别分析；
（3）不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定；
（4）碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；CaCl₂与NaHCO₃溶液反应生成碳酸钙沉淀和二氧化碳气体．

解答 解：（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，
故答案为：Ⅱ；
（2）实验Ⅲ、Ⅳ相比，IV可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而III不能，故选D，
故答案为：D；
（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，
故答案为：NaHCO₃；
（4）实验1：碳酸钠能和氯化钙反应CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，离子反应为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
实验2：CaCl₂与NaHCO₃溶液可发生反应：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O，离子反应为：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；

点评 本题考查Na₂CO₃和NaHCO₃性质的异同，题目难度中等，注意把握Na₂CO₃和NaHCO₃性质以及相关反应的方程式的书写，侧重于考查学生的分析能力和实验探究能力．