“NaHCO3与CaCl2”能否反应的深度探究

高校

在众多的一些高中化学教辅资料中，常常会涉及到鉴别Na2CO3和 NaHCO3两种白色固体的试验试剂选取问题，而提供的答案大都是选取加入CaCl2溶液，因为从理论上分析，两种盐溶液混合后，可能会发生复分解反应，若是Na2CO3溶液，则会有CaCO3白色沉淀，若是 NaHCO3溶液，则会结合为Ca（HCO3）2，一定不会生成 CaCO3白色沉淀！事实果真如此吗？

下面先来看看 2014 年的一道北京中考试题：

例题（2014·北京中考化学试题 33）碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验、验证、探究它们的化学性质。

NaHCO3Na2CO3

0.1%1%5%0.1%

CaCl20.1%无明显现象有浑浊有浑浊有浑浊

1%无明显现象有浑浊有浑浊，

有微小气泡有沉淀

5%无明显现象有浑浊有浑浊，

有大量气泡有沉淀

进行实验

序号实验装置主要实验步骤实验现象

实

验

1向2支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液，再分别滴加盐酸2支试管中均有气泡产生

实

验

2

向Ⅱ中加入试剂a，向Ⅰ中加入少量Na2CO3或NaHCO3固体，分别加热一段时间Na2CO3受热时Ⅱ中无明显现象NaHCO3受热时Ⅱ中出现浑浊

实

验

3

向Ⅱ中加入试剂a，向Ⅰ中加入少量5%的NaHCO3溶液，再滴加5%的CaCl2溶液Ⅰ中出现浑浊，有气泡产生Ⅱ中出现浑浊

解释与结论

（1）实验 1 中， NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为 。

（2）实验2中，试剂a为。

（3）实验 3 中， NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为：

2NaHCO3+CaCl2+++H2O

反思与评价（1）实验 2 中，加热 NaHCO3后，试管Ⅰ中残留固体成分可能为

（写出所有可能）。

（2）资料④中，NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊、未观察到气泡，原因可能是。

（3）用 2 种不同的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，实验方案分别为：

①②

显然，2014 年的北京一道中考试题提供的答案对一些高中化学教辅资料提供的观点给出了否定的看法！

NaHCO3与CaCl2真的可以反应吗？我们很有必要针对该问题作出深度探究。

为便于定量计算，我们姑且选取一种较稀的溶液作研究对象，假设10 mL、0.01 mol·L-1

的NaHCO3溶液，该溶液中CO2-3的浓度可以做如下进一步计算：

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

0.01-xxx

根据 HCO-3的水解常数及其数学表达式，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，此时溶液中氢离子浓度为：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电离程度较小，所以0.01-y≈0.01，根据其电离常数，可得：Ka≈0.658×10-9y0.01=5.61×10-11

所以y=c（CO2-3）=8.53×10-4

根据溶度积规则，向溶液中加入CaCl2若要产生沉淀，则必须满足：

c（Ca2+）·c（CO2-3）≥Ksp（CaCO3），再根据Ksp的具体数据，可得

c（Ca2+）≥（4.96×10-9）/（8.53×10-4）=5.8×10-6，显然一般溶液中CaCl2即使很稀时，也能够使NaHCO3溶液中产生沉淀。所以，通过定量计算，可以得出NaHCO3与CaCl2可以反应，即使溶液很稀。

（收稿日期：2015-06-12）