高校

在眾多的一些高中化學教輔資料中，常常會涉及到鑒別Na2CO3和 NaHCO3兩種白色固體的試驗試劑選取問題，而提供的答案大都是選取加入CaCl2溶液，因為從理論上分析，兩種鹽溶液混合后，可能會發(fā)生復分解反應，若是Na2CO3溶液，則會有CaCO3白色沉淀，若是 NaHCO3溶液，則會結合為Ca（HCO3）2，一定不會生成 CaCO3白色沉淀！事實果真如此嗎？

下面先來看看 2014 年的一道北京中考試題：

例題（2014·北京中考化學試題 33）碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的鹽，通過實驗、驗證、探究它們的化學性質。

NaHCO3Na2CO3

0.1%1%5%0.1%

CaCl20.1%無明顯現象有渾濁有渾濁有渾濁

1%無明顯現象有渾濁有渾濁，

有微小氣泡有沉淀

5%無明顯現象有渾濁有渾濁，

有大量氣泡有沉淀

進行實驗

序號實驗裝置主要實驗步驟實驗現象

實

驗

1向2支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液，再分別滴加鹽酸2支試管中均有氣泡產生

實

驗

2

向Ⅱ中加入試劑a，向Ⅰ中加入少量Na2CO3或NaHCO3固體，分別加熱一段時間Na2CO3受熱時Ⅱ中無明顯現象NaHCO3受熱時Ⅱ中出現渾濁

實

驗

3

向Ⅱ中加入試劑a，向Ⅰ中加入少量5%的NaHCO3溶液，再滴加5%的CaCl2溶液Ⅰ中出現渾濁，有氣泡產生Ⅱ中出現渾濁

解釋與結論

（1）實驗 1 中， NaHCO3與鹽酸反應的化學方程式為 。

（2）實驗2中，試劑a為。

（3）實驗 3 中， NaHCO3與CaCl2反應的化學方程式為：

2NaHCO3+CaCl2+++H2O

反思與評價（1）實驗 2 中，加熱 NaHCO3后，試管Ⅰ中殘留固體成分可能為

（寫出所有可能）。

（2）資料④中，NaHCO3溶液與CaCl2溶液混合的現象中，有些只觀察到渾濁、未觀察到氣泡，原因可能是。

（3）用 2 種不同的方法鑒別Na2CO3和NaHCO3固體，實驗方案分別為：

①②

顯然，2014 年的北京一道中考試題提供的答案對一些高中化學教輔資料提供的觀點給出了否定的看法！

NaHCO3與CaCl2真的可以反應嗎？我們很有必要針對該問題作出深度探究。

為便于定量計算，我們姑且選取一種較稀的溶液作研究對象，假設10 mL、0.01 mol·L-1

的NaHCO3溶液，該溶液中CO2-3的濃度可以做如下進一步計算：

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

0.01-xxx

根據 HCO-3的水解常數及其數學表達式，可得：Kh=x20.01-x

又由于HCO-3水解程度很小，所以 0.01-x≈0.01，即：Kh=x2/0.01=2.3×10-8，所以得出x=c（OH-）=1.52×10-5，此時溶液中氫離子濃度為：c（H+）=Kw/c（OH-）=1×10-14/1.52×10-5=0.658×10-9。

HCO-3H++CO2-3

0.01-y0.658×10-9y

Ka=0.658×10-9y0.01-y，由于 HCO-3電離程度較小，所以0.01-y≈0.01，根據其電離常數，可得：Ka≈0.658×10-9y0.01=5.61×10-11

所以y=c（CO2-3）=8.53×10-4

根據溶度積規(guī)則，向溶液中加入CaCl2若要產生沉淀，則必須滿足：

c（Ca2+）·c（CO2-3）≥Ksp（CaCO3），再根據Ksp的具體數據，可得

c（Ca2+）≥（4.96×10-9）/（8.53×10-4）=5.8×10-6，顯然一般溶液中CaCl2即使很稀時，也能夠使NaHCO3溶液中產生沉淀。所以，通過定量計算，可以得出NaHCO3與CaCl2可以反應，即使溶液很稀。

（收稿日期：2015-06-12）