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碳酸钠和碳酸氢钠是两种重要的碳酸盐化合物。碳酸钠的分子式是Na₂CO₃，碳酸氢钠的分子式是NaHCO₃。它们在溶解性、热稳定性和碱性强度方面存在明显差异。碳酸钠易溶于水且热稳定性好，碱性较强；而碳酸氢钠微溶于水，热稳定性差，碱性相对较弱。这些性质差异为我们设计鉴别实验提供了理论基础。
热稳定性实验是鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的有效方法。碳酸氢钠在加热时会分解，产生二氧化碳气体、水蒸气和碳酸钠。反应方程式为：2NaHCO₃在加热条件下分解为Na₂CO₃、H₂O和CO₂。而碳酸钠在常温加热下保持稳定，不会发生分解。实验时取少量样品于试管中，用酒精灯加热，观察是否有气泡产生和试管壁上是否有水珠凝结。
酸反应速率实验是另一种有效的鉴别方法。碳酸钠与稀盐酸反应的方程式为Na₂CO₃加2HCl生成2NaCl、H₂O和CO₂。碳酸氢钠与稀盐酸反应的方程式为NaHCO₃加HCl生成NaCl、H₂O和CO₂。两者反应现象存在明显差异：碳酸氢钠与稀盐酸反应更加剧烈，产生的气泡又多又快；而碳酸钠的反应相对缓慢，产生的气泡较少且速度较慢。通过观察反应的剧烈程度可以有效区分这两种物质。
溶液pH值测定是鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的第三种方法。等浓度的碳酸钠溶液pH值约为11到12，呈强碱性；而碳酸氢钠溶液pH值约为8到9，呈弱碱性。这是因为碳酸根离子的水解程度比碳酸氢根离子更强。碳酸根离子与水反应生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，碳酸氢根离子进一步与水反应生成碳酸和氢氧根离子。测定时可以使用pH试纸或pH计，通过颜色变化或数值读数来判断溶液的酸碱性强弱。
氯化钙溶液反应是第四种鉴别方法。碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应方程式为Na₂CO₃加CaCl₂生成CaCO₃沉淀和2NaCl。碳酸氢钠与氯化钙在加热条件下反应，生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳。两者反应现象明显不同：碳酸钠在室温下与氯化钙溶液立即产生白色沉淀，而碳酸氢钠溶液需要加热才能产生沉淀。这种差异可以作为鉴别两种物质的有效方法。