碳酸钠与碳酸氢钠的性质
实验原理:碳酸钠、碳酸氢钠分别与强酸或强碱的反应;碳酸钠、碳酸氢钠溶液的弱碱性;碳酸氢钠的不稳定性。
实验(1):碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应
实验操作:各取少量碳酸钠、碳酸氢钠固体于两试管中,分别滴入盐酸,观察实验现象。各取饱和碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液5mL放入两根试管中,分别向其中逐滴慢慢地加入0.05mol/L的稀盐酸溶液,观察反应现象。
实验现象及结论:碳酸钠、碳酸氢钠固体加入盐酸均产生无色气体,碳酸氢钠遇到盐酸放出气体比碳酸钠剧烈得多。饱和碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液逐滴滴入盐酸,碳酸氢钠溶液就有气体生成,饱和碳酸钠溶液先无现象后生成气体。说明碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸等酸反应产生CO2气体。碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2比碳酸钠与盐酸反应放出快,是因为加入盐酸后,HCO3-直接与H+结合生成不稳定的H2CO3分解生成CO2。而碳酸钠溶液中存在大量CO32-,加入盐酸后,CO32-先与H+结合生成HCO3-,再与H+结合才能生成H2CO3,所以放出CO2速度慢。
Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O;NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O;
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O
实验(2):碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别与澄清石灰水反应
实验操作:在两支试管中分别加入2-3mL澄清石灰水,分别向其中加入少量的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液,观察实验现象。
实验现象及结论:两支试管中均有白色沉淀生成。说明碳酸钠、碳酸氢钠都能与氢氧化钙等碱反应。
Na2CO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaCO3↓;
NaHCO3+Ca(OH)2==NaOH+CaCO3↓+H2O
实验(3):碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别测pH
实验操作:分别测量0.1mol/L的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的pH,比较其大小。
实验现象及结论:碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的pH均大于7,且碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠溶液的pH。说明碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液均可水解呈碱性,且碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度。
CO32-+H2O
OH-+HCO3-;
HCO3-+H2O
OH-+H2CO3
实验(4):碳酸氢钠不稳定性质实验
实验操作:在一干燥的试管里放入碳酸氢钠粉末,约占试管体积的1/6。试管口用带有导管的单孔胶塞塞紧,并把试管用铁夹固定在铁架台上,使管口略向下倾斜。导管的一端浸在盛有澄清石灰水的烧杯里。加热试管,观察实验现象。
实验现象及结论:烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管口有水珠产生。说明碳酸氢钠不稳定,受热分解生成水和二氧化碳等。
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
问题:①如何鉴别Na2CO3和NaHCO3?有几种方法?如果是Na2CO3溶液和NaHCO3溶液又如何鉴别?如果是Na2CO3溶液和稀盐酸,不用试剂如何鉴别?
②泡沫灭火器中使用小苏打而不使用苏打,为什么?做面条时,为了防止面粉较长时间储存变酸,加入适量面碱选用苏打而不选用小苏打,为什么?洗涤餐具及实验室里的玻璃仪器时,选用苏打而不选用小苏打,为什么?治疗胃酸过多时,选用小苏打而不选用苏打,为什么?
③向苏打饱和溶液中通入足量的二氧化碳气体会观察到有晶体析出,为什么?
④如何实现Na2CO3和NaHCO3的相互转化?
⑤如何除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠?如何除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠?
⑥候氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,反应生成小苏打,过滤后将小苏打加热分解得到纯碱,请用化学方程式表示其反应原理。
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