2018探究碳酸钠与碳酸氢钠溶液简易鉴别法

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　　小苏打，即碳酸氢钠(Sodium Bicarbonate)，俗称小苏打、苏打粉、重曹，白色细小晶体，在水中的溶解度小于碳酸钠。是一种工业用化学品，可能存在毒性。固体50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解。碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐，溶于水时呈现弱碱性。此特性可使其作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠，使用过多会使成品有碱味。
　　摘要：通过理论分析与实验验证揭示氯化钡、氯化钙溶液鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液方法的局限性，并通过实验探究寻求鉴别常量浓度碳酸钠与碳酸氢钠溶液的另一简易方法。
　　关键词：碳酸钠;氯化镁;碳酸氢钠;鉴别
　　一、问题的提出
　　二、实验研究和分析
　　1. 实验步骤
　　取2mL浓度为0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的Na2CO3、NaHCO3溶液，分别向上述溶液中滴加2mL浓度为0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的CaCl2、BaCl2溶液，振荡后观察现象，实验结果记录如下。
　　2. 实验结果
　　3. 实验结论
　　上述实验现象表明，CaCl2或BaCl2溶液用于鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液有一定可行性也有一定的局限性。CaCl2或BaCl2仅在自身浓度小于0.01mol/L时能够用于鉴别浓度依旧很稀的Na2CO3、NaHCO3溶液。当Na2CO3、NaHCO3溶液与CaCl2、BaCl2溶液的浓度大于或等于常量浓度0.1 mol/L时，CaCl2或BaCl2溶液不能鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液。
　　4. 理论分析
　　三、探究新的快速鉴别方法
　　上述实验现象以及理论分析清晰表明CaCl2或BaCl2溶液鉴别常量浓度的NaHCO3和Na2CO3不可行。寻求一种实用的试剂进行常量浓度的NaHCO3和Na2CO3的鉴别便是有意义的。为此笔者进行了进一步探究。
　　1. 提出设想
　　适用于常量浓度Na2CO3、NaHCO3溶液鉴别的试剂应满足(1)能与CO32-生成难溶或微溶碳酸盐(必须难溶或微溶否则没有现象);(2)常量浓度范围内只能与CO32-反应产生沉淀而不与cHCO3-反应产生沉淀。
　　经过筛选，氯化镁溶液为有可能符合条件的试剂，因为MgCO3微溶于水，Mg2+遇到较多CO32-时会产生沉淀，而NaHCO3溶液中CO32-较少，可能不会产生沉淀，且Mg(HCO3)可溶。
　　2. 理论分析
　　查表得碳酸镁的KSP(MgCO3)=2.610-5[3]，用0.1mol/L MgCl2溶液鉴别0.1mol/L NaHCO3和Na2CO3时，MgCl2与NaHCO3混合溶液中c(Mg2+)c(CO32-)= 0.050.610-3=3.010-52.610-5， 考虑到溶液中离子的实际活度，c(Mg2+)c(CO32-)的值应小于KSP(MgCO3)可能不会有沉淀生成。
　　3. 实验验证
　　取2mL浓度为0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液， 分别向上述溶液中滴加2mL浓度为0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的MgCl2溶液，振荡后观察现象。其实验结果如下。
　　4. 实验结论
　　实验表明，浓度在0.05mol/L～1 mol/L范围内的MgCl2溶液都能鉴别常量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液。
　　四、一点思考
　　化学是一门实验为基础的自然科学，它的产生、发展和未来都是建立在实验研究的基础之上的，中学化学课堂上的化学问题的解决也应尊重化学实验事实以及化学基本理论，决不能凭空想象，并人云亦云，求证与思考是必须的。
　　参考文献：
　　[1] 李华昌，符斌.实用化学手册[M].北京：科学出版社，2001：475
　　[2] 北京师范大学等.无机化学(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2002：419
　　[3] 北京师范大学等.无机化学(第四版)[M].北京：高等教育出版社，2002：420