Question

（14分）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：

【猜想】（1）甲同学认为可用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，而不能用澄清石灰水鉴别。

       （2）乙同学认为固体Na₂CO₃、NaHCO₃可用加热的方法鉴别。

    依据是                                                         。

       （3）丙同学认为可用盐酸鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃固体。

【实验探究】

   （1）甲同学：① 将CaCl₂溶液加入到分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，发现盛有Na₂CO₃的试管产生了白色沉淀；②将澄清石灰水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。

此实验结果与猜想相同。

   （2）乙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，乙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。

   （3）丙同学在两支分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃固体的试管中，各加入2 mL

2 mol/L的盐酸，观察到两支试管中均产生了大量气体，实验结果与猜想不一致，即得出不能用盐酸鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃。

【问题讨论】

   （1）甲同学的两个实验中，大家对CaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应比较熟悉，该反应的离子方程式为                                        ；

    （2）乙同学在加热Na₂CO₃固体时，开始产生少量气泡的原因是                  ；在加热NaHCO₃固体时，乙同学观察到的实验现象是                           。

   （3）丁同学认为丙同学的结论不对。丁同学认为对实验方案做一些改进，可用于鉴别碳酸钠与碳酸氢钠。他的改进方法是：称取各2.1 g 两种固体，放入两个容积一样的气球中，在两只锥形瓶中各加入约25 mL 2 mol/L 的盐酸，分别将气球套在锥形瓶瓶口上，同时将气球中的固体同时倒入锥形瓶中，气球的膨胀比较    （填快或慢）的或最后气球比较    （填大或小）的是碳酸氢钠。

【拓展应用】

   （1）要除去Na₂CO₃溶液中混有的少量NaHCO₃，可加入适量的           溶液。

   （2）要测定Na₂CO₃与NaHCO₃固体混合物中Na₂CO₃的质量分数，可采用的方案有多种，请简述其中一种方案（写出简要步骤及要测定的数据，不要求写出如何用数据求出结果）：

                                                                         。

Answer

【猜想】

     （2）NaHCO3不稳定，受热易分解，而Na2CO3受热不易分解。（或用方程式表示也可）

【问题讨论】

     （1）CO32-+Ca2+＝CaCO3↓

（2）空气受热膨胀

 澄清石灰水变浑浊、小试管中有大量气泡产生、大试管管口有水珠等（写出两个现象即可）    

（3）快   大

【拓展应用】（1）NaOH（或氢氧化钠）

           （2）方案一：称取5 g 样品于坩埚（已称量）加热至无水蒸气逸出，冷却、称 量加热后样品与坩埚的质量，重复至恒重。

                方案二：称取5 g 样品于已称质量的烧杯中，加入已称质量的50mL 2mol/L的硫酸，充分搅拌后，静置，称量烧杯（含反应后溶液）的质量至恒重。

                方案三：称取5 g 样品于已称质量的烧杯中，加入50mL 2mol/L的氢氧化钡溶液，充分搅拌后，静置，过滤、洗涤、烘干沉淀，冷却称量沉淀的质量。

                方案四：称取5 g 样品于烧杯中，加入50mL 蒸馏水，充分搅拌后，称量烧杯（含溶液）的质量，然后通入纯净干燥的二氧化碳，充分反应后，再称量至恒重。

             （写出一种其它合理方案都给分，使用CaCl2或BaCl2不得分）