(10分)某學習小組的同學在學習了Na
2CO
3、NaHCO
3的性質后,了解到它們都能與鹽酸反應產生CO
2氣體,那么如何鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3呢?帶著這樣的疑問,他們進行了下列探究:
【查閱資料】(1)Ca(HCO
3)
2可溶于水;
(2)NaHCO
3固體受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水。
【猜 想】(1)甲同學認為可用澄清石灰水鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液。
(2)乙同學認為可用CaCl
2溶液鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液。
甲、乙兩同學的猜想是依據(jù)澄清石灰水、CaCl
2溶液分別與Na
2CO
3溶液反應均有沉淀產生;又知道Ca(HCO
3)
2可溶于水,因此猜測澄清石灰水、CaCl
2溶液分別與NaHCO
3溶液混合不會產生沉淀,從而鑒別出兩種溶液。
(3)丙同學認為固體Na
2CO
3、NaHCO
3可用加熱的方法鑒別。
【實驗探究】(1)甲同學在兩支分別盛有少量Na
2CO
3、NaHCO
3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,均產生了白色沉淀,實驗結果與猜想不一致,即不能用澄清石灰水鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液。
(2)乙同學將CaCl
2溶液加入到分別盛有少量Na
2CO
3、NaHCO
3溶液的試管中,發(fā)現(xiàn)兩支試管中也都產生了白色沉淀,實驗結果出乎意料,但根據(jù)觀察到的其他實驗現(xiàn)象,他認為仍可用CaCl
2溶
液鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液。
(3)丙同學分別取了一定量的Na
2CO
3、NaHCO
3固體于大試管中加熱(如圖所示):
① 加熱Na
2CO
3時,開始即見小試管中有少量氣泡產生,繼續(xù)加熱,氣泡逐漸減少,未見澄清石灰水變渾濁,
② 加熱NaHCO
3時,丙同學觀察到實驗現(xiàn)象與①不同,證實了自己的猜想是合理的。
【問題討論】(1)小組同學對上述實驗展開了討論,對甲同學的兩個實驗進行了比較,并從物質在溶液中解離出不同離子的微觀角度分析了原因(如圖1、圖2)。請寫出Na
2CO
3與澄清石灰水發(fā)生反應的化學方程式
;寫出NaHCO
3與澄清石灰水混合時參與反應的離子:
。
圖1:澄清石灰水與Na
2CO
3溶液反應
圖2澄清石灰水與NaHCO
3溶液反應
(2)乙同學的兩個實驗中,大家對CaCl
2與Na
2CO
3溶液的反應比較熟悉,而對CaCl
2與NaHCO
3溶液混合產生的現(xiàn)象難以理解,同學們又進一步查閱了資料,了解到CaCl
2與NaHCO
3溶液可發(fā)生如下反應:CaCl
2+2NaHCO
3=CaCO
3↓+2NaCl+CO
2↑+H
2O,因而同學們知道了乙同學是通過觀察到
現(xiàn)象來鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液的。
至于CaCl
2與NaHCO
3溶液為什么能發(fā)生上述反應,老師指出其反應原理較復雜,有待于今后學習中進一步探究。
(3)丙同學在加熱Na
2CO
3固體時,開始產生少量氣泡的原因是
;根據(jù)你分析:Na
2CO
3受熱
分解(填“易”或“不易”)。在加熱NaHCO
3固體時,丙同學觀察到的實驗現(xiàn)象是
(任寫一種)。
【拓展應用】(1)固體Na
2CO
3中混有少量NaHCO
3,可通過
方法除去。
(2)把105g氯化鈣溶液與100g5.3%的碳酸鈉溶液混合,恰好完全反應,則反應所得溶液中溶質的質量分數(shù)是多少?(寫出完整的解題過程)。