某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了Na
2CO
3、NaHCO
3的性質(zhì)后,了解到它們都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)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(jìn)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(xué)認(rèn)為可用澄清石灰水鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液.
(2)乙同學(xué)認(rèn)為可用CaCl
2溶液鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液.
甲、乙兩同學(xué)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(yīng)均有沉淀產(chǎn)生;又知道Ca(HCO
3)
2可溶于水,因此猜測(cè)澄清石灰水、CaCl
2溶液分別與NaHCO
3溶液混合不會(huì)產(chǎn)生沉淀,從而鑒別出兩種溶液.
(3)丙同學(xué)認(rèn)為固體Na
2CO
3、NaHCO
3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(chǎn)生了白色沉淀,實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)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(chǎn)生了白色沉淀,實(shí)驗(yàn)結(jié)果
出乎意料,但根據(jù)觀察到的其他實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,他認(rèn)為仍可用CaCl
2溶液鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液.
(3)丙同學(xué)分別取了一定量的Na
2CO
3、NaHCO
3固體于大試管中加熱(如圖3所示):
①加熱Na
2CO
3時(shí),開始即見小試管中有少量氣泡產(chǎn)生,繼續(xù)加熱,氣泡逐漸減少,未見澄清石灰水變渾濁,
②加熱NaHCO
3時(shí),丙同學(xué)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與①不同,證實(shí)了自己的猜想是合理的.
【問題討論】(1)小組同學(xué)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)展開了討論,對(duì)甲同學(xué)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較,并從物質(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、圖2).請(qǐng)寫出Na
2CO
3與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______;寫出NaHCO
3與澄清石灰水混合時(shí)參與反應(yīng)的離子:______.
(2)乙同學(xué)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,大家對(duì)CaCl
2與Na
2CO
3溶液的反應(yīng)比較熟悉,而對(duì)CaCl
2與NaHCO
3溶液混合產(chǎn)生的現(xiàn)象難以理解,同學(xué)們又進(jìn)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(yīng):CaCl
2+2NaHCO
3=CaCO
3↓+2NaCl+CO
2↑+H
2O,因而同學(xué)們知道了乙同學(xué)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(yīng),老師指出其反應(yīng)原理較復(fù)雜,有待于今后學(xué)習(xí)中進(jìn)一步探究.
(3)丙同學(xué)在加熱Na
2CO
3固體時(shí),開始產(chǎn)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(shí),丙同學(xué)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______(任寫一種).
【拓展應(yīng)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(yīng),則反應(yīng)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出完整的解題過程).