Question

某學(xué)習(xí)小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了Na₂CO₃、NaHCO₃的性質(zhì)后，了解到它們都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，那么如何鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃呢？帶著疑問，他們進(jìn)行了下列探究：

【查閱資料】（1）Ca（HCO₃）₂可溶于水
（2）NaHCO₃固體受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水
【猜想假設(shè)】（1）甲同學(xué)認(rèn)為可用澄清石灰水鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液
（2）乙同學(xué)認(rèn)為固體Na₂CO₃、NaHCO₃可用加熱的方法鑒別．
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）甲同學(xué)在兩支分別盛有Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的試管中，各加入澄清石灰水，觀察到兩支試管中的現(xiàn)象相同，均產(chǎn)生了白色沉淀．實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原猜想假設(shè)不一致，即不能用澄清石灰水鑒別Na₂CO₃和NaHCO₃溶液．同學(xué)們從物質(zhì)在溶液中解離出不同離子的微觀角度分析了原因（如圖1所示）．
寫出Na₂CO₃溶液與澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
NaHCO₃溶液與澄清石灰水混合時(shí)實(shí)際參與反應(yīng)的是______．
（2）乙同學(xué)分別取一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固體于大試管中加熱（如圖2所示）．
①加熱Na₂CO₃時(shí)開始即見燒杯中有少量氣泡產(chǎn)生，繼續(xù)加熱氣泡逐漸減少，未見澄清石灰水變渾濁．開始加熱時(shí)產(chǎn)生氣泡的原因是
______，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，Na₂CO₃受熱______（填“易”或“不易”）分解．
②加熱NaHCO₃固體時(shí)觀察到的現(xiàn)象是（任寫兩個(gè)）______、______，加熱NaHCO₃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______．
【拓展應(yīng)用】（1）固體Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通過______的方法除去NaHCO₃．
（2）要除去Na₂CO₃溶液中混有的少量NaHCO₃，可加入適量的______溶液．

Answer 1

解：【實(shí)驗(yàn)探究】（1）由圖1可知Na₂CO₃和Ca（OH）₂混合后有新物質(zhì)CaCO₃生成及自由鈉離子和氫氧根，所以方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；由圖1可知NaHCO₃與澄清石灰水混合，反應(yīng)前的離子有HCO₃^-、Na⁺、Ca²⁺、OH^-，反應(yīng)后有新物質(zhì)CaCO₃、H₂O、Na⁺、CO₃^2-，對(duì)比前后可知參加反應(yīng)的離子有OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺
故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH； OH^-、HCO₃^-、Ca²⁺；
（2）①因?yàn)椤凹訜酦a₂CO₃時(shí)開始即見燒杯中有少量氣泡產(chǎn)生，未見澄清石灰水變渾濁”可以判定碳酸鈉受熱沒有分解產(chǎn)生二氧化碳．開始加熱時(shí)產(chǎn)生氣泡的原因是空氣受熱膨脹．
故填：空氣受熱膨脹；不易；
②碳酸氫鈉受熱易分解，2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂氣體通入澄清石灰水中發(fā)生反應(yīng)，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸鈣沉淀變渾濁．
故填：澄清石灰水變渾濁、小試管中有大量氣泡產(chǎn)生；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
【拓展應(yīng)用】（1）可以利用NaHCO₃的不穩(wěn)定性，采用加熱方法將其轉(zhuǎn)換為碳酸鈉．2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
故填：加熱；
（2）加入適量的NaOH溶液，將其轉(zhuǎn)換為Na₂CO₃，方程式為 NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O
故填：NaOH．
分析：【實(shí)驗(yàn)探究】（1）通過分析圖中有關(guān)反應(yīng)物混合前后離子的變化，可以寫出反應(yīng)方程式和參與反應(yīng)的離子；
（2）①根據(jù)“二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁”的特性就可以判定碳酸鈉受熱不易分解；
②碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生碳酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．
【拓展應(yīng)用】（1）因?yàn)樘妓釟溻c不穩(wěn)定，可用加熱進(jìn)行除雜．
（2）可以采用轉(zhuǎn)化法將碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉．
點(diǎn)評(píng)：本題是信息給予題，信息量、閱讀量很大，首先必須剔除干擾信息，再結(jié)合課本已有知識(shí)快速解題．