15.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:
【猜想】(1)甲同學認為可用CaCl
2溶液鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3溶液,而不能用澄清石灰水鑒別.
(2)乙同學認為固體Na
2CO
3、NaHCO
3可用加熱的方法鑒別.依據是NaHCO
3不穩(wěn)定,受熱易分解,而Na
2CO
3受熱不易分解.
(3)丙同學認為可用鹽酸鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3固體.
【實驗探究】
(1)甲同學:①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)現盛有Na
2CO
3的試管產生了白色沉淀;②將澄清石灰水加入到分別盛有少量Na
2CO
3、NaHCO
3溶液的試管中,發(fā)現兩支試管中也都產生了白色沉淀.
此實驗結果與猜想相同.
(2)乙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):
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,乙同學觀察到實驗現象與①不同,證實了自己的猜想是合理的.
(3)丙同學在兩支分別盛有少量Na
2CO
3、NaHCO
3固體的試管中,各加入2mL
2mol/L的鹽酸,觀察到兩支試管中均產生了大量氣體,實驗結果與猜想不一致,即得出不能用鹽酸鑒別Na
2CO
3和NaHCO
3.
【問題討論】
(1)甲同學的兩個實驗中,大家對CaCl
2與Na
2CO
3溶液的反應比較熟悉,該反應的離子方程式為CO
32-+Ca
2+=CaCO
3↓;
(2)乙同學在加熱Na
2CO
3固體時,開始產生少量氣泡的原因是空氣受熱膨脹;在加熱NaHCO
3固體時,乙同學觀察到的實驗現象是澄清石灰水變渾濁、小試管中有大量氣泡產生、大試管管口有水珠等.
(3)丁同學認為丙同學的結論不對.丁同學認為對實驗方案做一些改進,可用于鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉.他的改進方法是:稱取各2.1g 兩種固體,放入兩個容積一樣的氣球中,在兩只錐形瓶中各加入約25mL 2mol/L 的鹽酸,分別將氣球套在錐形瓶瓶口上,同時將氣球中的固體同時倒入錐形瓶中,氣球的膨脹比較快(填快或慢)的或最后氣球比較大(填大或小)的是碳酸氫鈉.
【拓展應用】
(1)要除去Na
2CO
3溶液中混有的少量NaHCO
3,可加入適量的NaOH溶液.
(2)要測定Na
2CO
3與NaHCO
3固體混合物中Na
2CO
3的質量分數,可采用的方案有多種,請簡述其中一種方案(寫出簡要步驟及要測定的數據,不要求寫出如何用數據求出結果):方案一:稱取5 g 樣品于坩堝(已稱量)加熱至無水蒸氣逸出,冷卻、稱 量加熱后樣品與坩堝的質量,重復至恒重;方案二:稱取5 g 樣品于已稱質量的燒杯中,加入已稱質量的50mL 2mol/L的硫酸,充分攪拌后,靜置,稱量燒杯(含反應后溶液)的質量至恒重;方案三:稱取5 g 樣品于已稱質量的燒杯中,加入50mL 2mol/L的氫氧化鋇溶液,充分攪拌后,靜置,過濾、洗滌、烘干沉淀,冷卻稱量沉淀的質量;方案四:稱取5 g 樣品于燒杯中,加入50mL 蒸餾水,充分攪拌后,稱量燒杯(含溶液)的質量,然后通入純凈干燥的二氧化碳,充分反應后,再稱量至恒重.