巧用碳酸钠_科普之友

碳酸钠，Na2CO3，由Na+和CO32-构成，属于强碱弱酸盐类物质，其水溶液显碱性，故而俗称纯碱，由于它含碳酸根离子，可以与酸类物质（都含H+）反应生成二氧化碳气体，也可以与含钙或钡等离子物质反应生成沉淀（CaCO3），且沉淀加硝酸后能溶解。由于碳酸钠既与酸反应，也能与碱（Ca(OH)2、Ba(OH)2等）反应，还能与盐（CaCl2、Ba(NO3)2等）反应，且其溶液还显碱性，故而涉及酸碱盐考题多于碳酸钠有关。
　　
　　1、鉴别题。
　　
　　利用碳酸钠鉴别其它物质，如“用一种试剂，鉴别氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、稀盐酸”。分析：被鉴别物质有两种碱和一种酸，所加试剂一定能够把两种碱鉴别出来，同时还能鉴别出酸，两种碱中一种含钙离子，酸中含氢离子，故而利用碳酸钠比较合适，实验后出现三种典型现象：产生气体、产生沉淀、无明显变化。
　　
　　也可以利用类似性质鉴别含碳酸钠的多种物质，如“用一种试剂鉴别碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、硝酸银溶液”。分析：被鉴别物质中含碳酸钠，所加试剂一般用含钙钡离子或酸来鉴别，由于另外物质中含硝酸银，故而选择盐酸比较合适，实验后产生三种典型现象：产生沉淀、产生气体、无明显变化。
　　
　　2、除杂题。
　　
　　利用碳酸钠除去其它含钙钡离子的物质，如“除去氯化钠溶液中的氯化钙”。分析：除去氯化钠溶液中的氯化钙，实质上是要除去钙离子，所加试剂中含碳酸根离子比较合适，所以可以选择碳酸钠，与氯化钙反应生成碳酸钙与氯化钠，过滤除去碳酸钙后得到比较纯净的氯化钠。
　　
　　利用含钙钡离子物质除去碳酸根离子，如“除去硝酸钠溶液中的碳酸钠”。分析：除去硝酸钠中碳酸钠，实质是除去碳酸根离子，一般加含钙钡离子的硝酸盐比较合适（硝酸钙或硝酸钡），然后过滤除去碳酸钙或碳酸钡沉淀，得到比较纯净的硝酸钠溶液。此类型习题也可以加硝酸直接反应，不需要再过滤而直接得到硝酸钠溶液。
　　
　　3、制取物质问题
　　
　　利用碳酸钠制取其它物质，由于碳酸钠在自然界能够存在且在局部地区含量比较高，所以可以制取含钠的物质或含碳酸根的物质，如“制取少量氢氧化钠”。分析：由于碳酸钠含钠离子，能够与钙离子的碱（Ca(OH)2）反应而生成氢氧化钠。
　　
　　4、证明题
　　
　　证明某物质里含碳酸钠，一般情况是证明含碳酸根离子，如“证明氢氧化钠里是否变质产生碳酸钠”，或“氢氧化钠是否能够与二氧化碳发生反应”。分析：氢氧化钠与碳酸钠都显碱性，故而主要证明碳酸钠里含碳酸根，一般加入含钙钡离子或酸证明（一般产生沉淀或气体）。
　　
　　5、推断题
　　
　　证明某些物质里是否含有碳酸根的物质（或碳酸钠），除了加入钙钡离子化合物外，还要注意加入硝酸等确定碳酸根离子，如“有一种白色固体粉未，可能含碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硫酸铜、硝酸钡五种物质中的一种或几种，加入水中得到无色浑浊液体；澄清后向沉淀中加入稀硝酸，沉淀全部溶解，则原固体物质中一定含什么物质？一定不含什么物质？可能含什么物质？”分析：加水得到无色浑浊液体，证明一定不含硫酸铜，能够产生白色沉淀可能是碳酸钡或硫酸钡，加入稀硝酸后沉淀全部溶解，证明全部是碳酸钡而没有硫酸钡，故而原固体一定不含硫酸钠，一定含碳酸钠和硝酸钡，最后综合考虑确定可能含氯化钠。
　　
　　6、科学探究
　　
　　综合利用碳酸钠的特性完成除杂、证明等比较复杂问题，如“一名同学在做向氢氧化钠溶液里加入盐酸的实验时，发现溶液里产生气泡，他认为氢氧化钠变质产生碳酸钠，他想知道氢氧化钠是否全部变质为碳酸钠，请你帮助他用实验证明”。分析：证明氢氧化钠是否全部变成碳酸钠，实质上证明碳酸钠溶液里含氢氧化钠。由于初中课程里没有详细规定氢氧根离子与碳酸根离子的区别，教材里也没有详细介绍，所以这个问题对初中学生有一定难度。学生一般容易直接证明氢氧根离子（如加酚酞试剂或加二氧化碳或加硫酸铜），这些方法都因为碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐显碱性而不能使用（都变红或都与二氧化碳反应或都硫酸铜反应等）！正确方法是除去碳酸根离子后再证明氢氧根离子，把问题转化为先除去溶液中的碳酸钠，然后再证明溶液中是否含有氢氧化钠，在这种正确思路下，设计实验为：向溶液里加入过量氯化钙或氯化钡等溶液（不能加入氢氧化钙等碱溶液），充分反应后过滤，再向溶液里加入酚酞或测溶液的PH值或加硫酸铜等证明

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