碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液簡易鑒別法探討
2017-02-16 18:17:41盛亦謙唐玉露
化學教與學 2017年1期
盛亦謙+唐玉露
摘要：通過理論分析與實驗驗證揭示氯化鋇、氯化鈣溶液鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液方法的局限性，并通過實驗探究尋求鑒別常量濃度碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的另一簡易方法。
關鍵詞：碳酸鈉；碳酸氫鈉；鑒別；氯化鎂
文章編號：1008-0546（2017）01-0080-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.023
一、問題的提出
二、實驗研究和分析
1. 實驗步驟
取2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的Na2CO3、NaHCO3溶液，分別向上述溶液中滴加2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的CaCl2、BaCl2溶液，振蕩后觀察現象，實驗結果記錄如下。
2. 實驗結果
3. 實驗結論
上述實驗現象表明，CaCl2或BaCl2溶液用于鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液有一定可行性也有一定的局限性。CaCl2或BaCl2僅在自身濃度小于0.01mol/L時能夠用于鑒別濃度依舊很稀的Na2CO3、NaHCO3溶液。當Na2CO3、NaHCO3溶液與CaCl2、BaCl2溶液的濃度大于或等于常量濃度0.1 mol/L時，CaCl2或BaCl2溶液不能鑒別Na2CO3、NaHCO3溶液。
4. 理論分析
三、探究新的快速鑒別方法
上述實驗現象以及理論分析清晰表明CaCl2或BaCl2溶液鑒別常量濃度的NaHCO3和Na2CO3不可行。尋求一種實用的試劑進行常量濃度的NaHCO3和Na2CO3的鑒別便是有意義的。為此筆者進行了進一步探究。
1. 提出設想
適用于常量濃度Na2CO3、NaHCO3溶液鑒別的試劑應滿足（1）能與CO32-生成難溶或微溶碳酸鹽（必須難溶或微溶否則沒有現象）；（2）常量濃度范圍內只能與CO32-反應產生沉淀而不與HCO3-反應產生沉淀。
經過篩選，氯化鎂溶液為有可能符合條件的試劑，因為MgCO3微溶于水，Mg2+遇到較多CO32-時會產生沉淀，而NaHCO3溶液中CO32-較少，可能不會產生沉淀，且Mg（HCO3）可溶。
2. 理論分析
查表得碳酸鎂的KSP（MgCO3）=2.6×10-5[3]，用0.1mol/L MgCl2溶液鑒別0.1mol/L NaHCO3和Na2CO3時，MgCl2與NaHCO3混合溶液中c（Mg2+）·c（CO32-）= 0.05×0.6×10-3=3.0×10-5≈2.6×10-5， 考慮到溶液中離子的實際活度，c（Mg2+）·c（CO32-）的值應小于KSP（MgCO3）可能不會有沉淀生成。
3. 實驗驗證
取2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液， 分別向上述溶液中滴加2mL濃度為0.1mol/L、0.05mol/L、0.01mol/L的MgCl2溶液，振蕩后觀察現象。其實驗結果如下。
4. 實驗結論
實驗表明，濃度在0.05mol/L～1 mol/L范圍內的MgCl2溶液都能鑒別常量濃度的Na2CO3、NaHCO3溶液。
四、一點思考
化學是一門實驗為基礎的自然科學，它的產生、發展和未來都是建立在實驗研究的基礎之上的，中學化學課堂上的化學問題的解決也應尊重化學實驗事實以及化學基本理論，決不能憑空想象，并人云亦云，求證與思考是必須的。
參考文獻
[1] 李華昌，符斌.實用化學手冊[M].北京：科學出版社，2001：475
[2] 北京師范大學等.無機化學（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2002：419
[3] 北京師范大學等.無機化學（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2002：420
