专题3 第11讲 纯碱的制备与实验测定(能力课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第11讲　纯碱的制备与实验测定(能力课) 　1．侯氏制碱法的原理及问题分析。　2．Na2CO3、NaHCO3的实验测定的探究。 　侯氏制碱法的原理及问题分析 1．工艺流程 2．反应原理 (1)产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 3．绿色思想 循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。 [知识链接]　由NaOH制备纯净Na2CO3的方法 将NaOH分为两等份，向其中一份通入过量CO2，将所得溶液再与另一份NaOH混合。NaOH＋CO2===NaHCO3，NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。 1．如图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是(　　) A．通入A气体是为了使溶液呈酸性 B．图中晶体和纯碱的溶液可用作食用碱或工业用碱 C．第Ⅲ步操作中析出晶体，是因为该晶体在氯化铵溶液中溶解度较大 D．第Ⅳ步操作得到的物质可用来治疗胃酸过多 B　[通入的气体A为NH3，向氨化的饱和食盐水中通入CO2气体析出碳酸氢钠，气体B为CO2。A.气体A为NH3，使溶液呈碱性，增大CO2的溶解度，A错误；B.图中晶体是碳酸氢钠，纯碱是碳酸钠，可用作食用碱或工业用碱，B正确；C.第Ⅲ步操作中析出晶体，因为碳酸氢钠的溶解度较小，所以以晶体形式析出，C错误；D.第Ⅳ步得到的是碳酸钠，碳酸钠的碱性较强，会损伤胃黏膜，不能用于治疗胃酸过多，D错误。] 2．1943年，我国化学家侯德榜发明了侯氏制碱法，又称联合制碱法，为我国的化学工业发展和技术创新做出了重要贡献。其部分工艺流程如图，下列说法不正确的是(　　) 反应①的化学方程式为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 A．反应①离子方程式为CO2＋NH3＋H2O===NH＋HCO B．反应②属于分解反应 C．该工艺利用了不同物质溶解度的差异 D．纯碱指的是Na2CO3 A　[A.碳酸氢钠为固体，应保留化学式，正确的离子方程式为Na＋＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH，故A错误；B.反应②为碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，属于分解反应，故B正确；C.侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl溶液中，发生反应NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓，其中NaHCO3溶解度较小，从溶液中析出NaHCO3，该工艺利用了不同物质溶解度的差异，故C正确；D.纯碱是Na2CO3的俗称，故D正确。] 　Na2CO3的质量分数的实验测定 1．气体法 (1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O,2NaHCO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O，通过测量CO2的质量或体积确定Na2CO3、NaHCO3的质量。 (2)实验操作：向m g纯碱(含NaHCO3)样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)或CO2的质量为a g。 (3)计算：列方程组求出m(Na2CO3)和m(NaHCO3)。　 2．沉淀法 (1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。 (2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。 (3)计算：纯度＝×100%。 甲溶液是Na2CO3和NaOH[c(NaOH)＝0.5 mol·L－1]的混合溶液，乙溶液是NH4Cl和HCl的混合溶液，已知乙溶液中c(NH)＝0.40 mol·L－1。取5份体积均为100 mL的甲溶液，向其中缓慢加入不同体积的乙溶液，微热并充分反应后，测得各组产生的气体体积如表所示： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 乙溶液体积/mL 50 100 150 200 250 气体体积/mL 224 0 448 1 120 1 120 已知：①NH＋OH－NH3↑＋H2O； ②假设生成的气体全部逸出； ③不考虑溶液混合时体积的变化和微热时盐酸的挥发； ④忽略水的电离及与水发生的反应，气体均换算成标准状况下。 回答下列问题： (1)甲溶液中所含的金属阳离子共有________种；在100 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中，n(NaOH)＝________mol。 (2)在实验Ⅰ中， ①反应后所得的溶液中溶质有______(填化学式)。 ②生成的气体为________(填“CO2”“NH3”或“CO2和NH3”)。 (3)在实验Ⅱ中，