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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...

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(HCO32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(HCO32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:______manfen5.com 满分网
(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.

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[问题讨论](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)根据所给信息CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,可知该反应既有白色沉淀又有气体产生,而碳酸钠和 CaCl2溶液反应只有沉淀生成. [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. 【解析】 [问题讨论] (1)由图2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3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+、CO32-,对比前后可知参加反应的离子有OH-、HCO3-、Ca2+ (2)CaCl2与Na2CO3溶液的发生复分解反应,方程式为Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl CaCl2与NaHCO3溶液混合,根据所给信息CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,可知该反应既有白色沉淀又有气体产生,而碳酸钠和CaCl2溶液反应只有沉淀生成,所以乙同学是根据有无气泡产生将二者区别开的. (3)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. [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 (2)加入适量的NaOH溶液,将其转换为Na2CO3,方程式为 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 故答案为: [问题讨论] (1)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH; OH-、HCO3-、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
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考点分析:
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周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
第二
周期
3   Li

7
4  Be

9
5  B

11
7   N

14
8   O

16
9   F

19
10  Ne

20
第三
周期
11  Na

23
13  Al

27
14  Si

28
16  S

32
17  Cl

35.5
18  Ar

40
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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