15.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)鹽的性質(zhì)后,對實驗室飽和碳酸鈉溶液進(jìn)行相關(guān)探究.取一定量該碳酸鈉溶液,向其中逐滴滴入少量稀鹽酸,意外發(fā)現(xiàn)沒有產(chǎn)生氣泡.同學(xué)們很感興趣想弄明白,為什么沒有氣泡產(chǎn)生?反應(yīng)后生成了什么物質(zhì)?同學(xué)們在老師指導(dǎo)下進(jìn)行如下探究:
【猜想假設(shè)】該碳酸鈉溶液中含較多雜質(zhì)氫氧化鈉.
【實驗探究I】
小芳認(rèn)為:只要取該碳酸鈉溶液,滴入酚酞試液,若酚酞變紅,則說明溶液中含有氫氧化鈉.
小明立刻認(rèn)為小芳的方案是錯誤的,其理由是碳酸鈉溶液也呈堿性.
同學(xué)們設(shè)計了兩種方案:(如圖1)
【交流討論】小組討論后認(rèn)為:
①甲組方案和結(jié)論不正確,理由:Ca(OH)
2+Na
2CO
3═CaCO
3↓+2NaOH(用化學(xué)方程式表示).
②乙組方案和結(jié)論合理;實驗中過量CaCl
2溶液的作用使碳酸鈉充分反應(yīng),其中濾液B的溶質(zhì)有氯化鈉、氯化鈣.
【查閱資料】
①碳酸鈉溶液中逐滴滴入稀鹽酸反應(yīng)是分兩步進(jìn)行;第一步:Na
2CO
3和鹽酸反應(yīng)生成NaHCO
3和NaCl;第二步:NaHCO
3和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳.
②向足量稀鹽酸滴入碳酸鈉溶液,只生成氯化鈉不生成NaHCO
3,并立即產(chǎn)生氣泡.
【進(jìn)行實驗】同學(xué)們按照老師的指導(dǎo)進(jìn)行實驗,得到了預(yù)期的現(xiàn)象.
請寫出碳酸氫鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:NaHCO
3+HCl═NaCl+H
2O+CO
2↑.
【實驗探究Ⅱ】同學(xué)們對碳酸氫鈉的性質(zhì)產(chǎn)生濃厚興趣,進(jìn)行了如圖2實驗.
實驗現(xiàn)象:充分加熱后,大試管口有水珠出現(xiàn),管底有白色固體殘留,小試管中澄清石灰石變渾濁.
結(jié)論:碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體.
(老師提示)①白色固體是Na
2CO
3或NaOH中的一種.
②幾種常見物質(zhì)的溶解性:
物質(zhì) | 氫氧化鈉 | 氫氧化鈣 | 碳酸鈉 | 碳酸鈣 |
溶解性 | 易溶 | 微溶 | 易溶 | 難溶 |
(驗證)為探究白色固體的成分,小芳和小明進(jìn)行如下實驗并得出結(jié)論:
小芳:取適量白色固體,加水溶解制得該物質(zhì)的濃溶液,向其中加入濃的CaCl
2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生;結(jié)論:白色固體是碳酸鈉.
小明:取少量該白色固體,加到過量的稀鹽酸中,立即產(chǎn)生大量氣泡;結(jié)論:白色固體是碳酸鈉.
【交流評價】小組討論后認(rèn)為:
①小芳的方案和結(jié)論不合理,理由是因為氫氧化鈣微溶,所以氫氧化鈉溶液與CaCl
2溶液反應(yīng),也可能會有白色沉淀;
②小明的方案和結(jié)論合理,實驗中化學(xué)反應(yīng)方程式為Na
2CO
3+2HCl=2NaCl+H
2O+CO
2↑;
③若要除去Na
2CO
3固體中的少量NaHCO
3可采用方法加熱.