Question

某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为__________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是_____(填字母)。

A.Ⅳ比Ⅲ复杂

B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作简便

D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行

(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)，实验过程中的现象为__________。

(4)除了以上方法，请你再举出一例鉴别二者的方法：__________。

Answer

Ⅱ 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O D NaHCO3 a中澄清石灰水变浑浊，b中澄清石灰水不变浑浊 把二者分别配成溶液后滴加BaCl2试剂，有白色沉淀生成的为Na2CO3，无现象的为NaHCO3

【解析】

(1)碳酸钠、碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，但碳酸氢钠与盐酸反应的速率大于碳酸钠；

(2) 碳酸钠直接加热不分解，而碳酸氢钠加热生成碳酸钠、二氧化碳气体、水；

(3)碳酸钠直接加热不产生气体，而碳酸氢钠不直接加热就产生气体，更能说明碳酸氢钠不稳定；

(4)Na2CO3与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀、NaHCO3与氯化钡不反应。

(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验，故选D。

(3)碳酸钠直接加热不产生气体，而碳酸氢钠不直接加热就产生气体，更能说明碳酸氢钠不稳定，所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠，观察到的现象为a中澄清石灰水变浑浊，b中澄清石灰水不变浑浊。

(4)鉴别Na2CO3和NaHCO3还可利用其在溶液中电离出的阴离子的不同性质选择试剂，CO32—与Ba2＋或Ca2＋反应生成白色沉淀，HCO3—与Ba2＋、Ca2＋不反应，所以可以用氯化钡溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。