碳酸钠/碳酸氢钠性质探讨

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1.  CO₂通入饱和Na₂CO₃溶液

   我们一般认这CO₂通入饱和Na₂CO₃溶液生成了NaHCO₃沉淀。但经过刘怀乐老师的研究认为白色沉淀更多的是碳酸钠晶体Na₂CO₃·10H₂O，用氯化钠溶液或酒精稀释过的饱和碳酸钠溶液中通入CO₂产生的白色沉淀是NaHCO₃沉淀。

参考文献：刘怀乐等《CO₂通入饱和Na₂CO₃溶液实证分析》《化学教学》2004年1~2期

2.  CaCl₂溶液能否鉴别Na₂CO₃溶液与NaHCO₃溶液的实验探究

在中学化学教学中，一般认为CaCl₂溶液与NaHCO₃溶液不能发生化学反应，而CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液可以发生反应，生成白色沉淀，因此CaCl₂溶液可以用来鉴别Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液。但也有化学教师通过实验证明NaHCO₃溶液也能与CaCl₂溶液反应生成CaCO₃白色沉淀，因而认为该鉴别方法不可行。

实验结果及理论计算均表明：只要待测样品中溶质含量在通常的鉴别范围内（＞1％），用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液是完全可行的。为确保鉴别结论准确，实验时应采取固定试剂用量、固定CaCl₂溶液浓度并在必要时适当加热等措施。鉴别示范如下：

    在各5.0mL待测液中分别滴加6滴0.50mo1·L^-1的CaCl₂溶液，观察有关变化。

    (1)若待测液中出现白色沉淀的同时又有持续性气泡产生或听到轻轻的“噼噼”声，则该待测液为NaHCO₃溶液，另一种为Na₂CO₃溶液。（适用于NaHCO₃物质的量浓度＞0.1mol·L^-1）

(2)若开始时两种待测液中都只有白色浑浊或白色沉淀的现象；再对其加热（不能加热至沸腾）、若某待测液中出现持续性气泡或发出轻轻的“噼噼”声或白色浑浊明显变浓或白色沉淀明显增加，则该待测液为NaHCO₃溶液，另一种为Na₂CO₃溶液。（适用于0.005mol·L^-1＜NaHCO₃物质的量浓度＜0.1mol·L^-1）

    据此，可推测CaCl₂溶液与NaHCO₃溶液混合时发生如下化学反应: CaCl₂+2NaHCO₃＝CaCO₃↓+H₂O+CO₂↑+2NaC1。当CaCl₂溶液浓度和NaHCO₃溶液浓度都小于0.1 mol·L^—1时，可能是因为产生的CO₂气体量较少，观察不到气泡。

由上面两组实验可知，CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液反应时会出现白色沉淀，而CaCl₂溶液与NaHCO₃溶液反应时不仅有沉淀产生，还会有气体生成。根据实验现象的这些差别，可以利用CaCl₂溶液来鉴别Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液。

参考文献：

1邵心阳等《CaCl₂溶液能否鉴别Na₂CO₃溶液与NaHCO₃溶液的实验探究》《化学教学》2010年第10期

2陈裕森《用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液可行吗》《漳州师范学院学报》1999年第12卷第二期

3.  NaHCO₃溶液受热会不会分解？

    众所周知，碳酸氢钠固体受热易分解，而NaHCO₃溶液受热会不会分解呢？实验表明加热NaHCO₃溶液会大量产生二氧化碳气体。

    实验：取一支大试管，向其中加入3mL饱和NaHCO₃溶液，试管口用带导管的橡皮塞塞紧，并固定在铁架台上。加热NaHCO₃溶液，开始气泡极少，至沸腾时，产生大量气体。将产生的气体通入盛有5mL澄清石灰水的小试管中，半分钟内，观察到澄清石灰水变浑浊。

    由实验可知，加热NaHCO₃溶液至沸腾，有CO₂气体产生。显然，CO₂气体来源于NaHCO₃的分解。为什么NaHCO₃在溶液中加热会分解呢？NaHCO₃的分解在溶液中存在反应：

2HCO₃^—==CO₃^2—+H₂O+CO₂↑

    通过实验与理论计算都可以推出NaHCO₃溶液在加热时会分解成碳酸钠、水、二氧化碳。而不是促进水解变成NaOH与H₂CO₃, H₂CO₃再分解成CO₂气体，这是由于CO₂气体不可能从NaOH溶液中逸出。

另外碳酸钠固体溶于是放热的，碳酸氢钠固体溶于水是吸热的。