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在初中化学实验中,鉴别碳酸根离子(CO₃²⁻)的方法主要有以下两种常用且可靠的方式:
一、酸-石灰水反应法(推荐)
操作步骤
- 取少量待测溶液于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸、稀硝酸);
- 观察是否产生无色无味的气体;
- 将生成的气体通入澄清石灰水(Ca(OH)₂),若石灰水变浑浊,则证明存在碳酸根离子。
反应原理
- 碳酸根离子与氢离子反应生成二氧化碳气体:
$$CO_3^{2-} + 2H^+ rightarrow H_2O + CO_2 uparrow$$
- 二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀:
$$CO_2 + Ca(OH)_2 rightarrow CaCO_3 downarrow + H_2O$$
- 若沉淀溶解后继续通入石灰水仍变浑浊,可能含有碳酸氢根离子(HCO₃⁻),但初中阶段通常不要求区分。
二、氯化钙沉淀法(辅助鉴别)
操作步骤
- 向待测溶液中加入氯化钙溶液,若立即产生白色沉淀,则证明存在碳酸根离子;
- 若无沉淀生成,再加入稀盐酸,此时产生白色沉淀并伴随无色无味气体(CO₂),则证明存在碳酸氢根离子。
注意事项
酸的选择:使用稀盐酸即可,无需使用比碳酸更强的酸(如硝酸),避免引入其他干扰离子;
气体检验:二氧化碳气体无色无味,通入石灰水后变浑浊是典型现象;
实验安全:稀酸具有腐蚀性,操作需规范。
通过以上方法,初中阶段可以准确鉴别碳酸根离子,并理解其化学性质。