课下巩固精练卷(10) 侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

[课下巩固精练卷(十)]　侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定 知识点 题目难易程度 较易 中档 较难 侯氏制碱法 1 2、3、4、5、10、11 碳酸钠含量的测定 6、7、8、9 综合应用 12 一、选择题(每题5分，共10题，共50分) 1．侯德榜是我国杰出的化学家，是侯氏制碱法的创始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解，其中不正确的是(　　 ) A．甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小 B．乙同学说：NaHCO3不是纯碱 C．丙同学说：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵 D．丁同学说：该反应是在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳 解析：选C。碳酸氢钠是小苏打，纯碱是碳酸钠，B项正确；先通入氨气至饱和，再通入二氧化碳，这样可以保证在碱性条件下生成更多的HCO，D项正确。 2．(2023·上海奉贤二模)实验室中利用侯氏制碱法制备Na2CO3和NH4Cl，流程如图。下列说法正确的是(　　 ) A．气体N、M分别为CO2和NH3 B．只有“食盐水”可以循环使用 C．为了加速过滤可用玻璃棒搅拌 D．向“母液”中通入NH3有利于析出NH4Cl并提高纯度 解析：选D。利用侯氏制碱法制备碳酸钠和氯化铵，饱和食盐水中先通入NH3、再通入CO2，此时生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠，加热碳酸氢钠生成碳酸钠、二氧化碳和水，母液中加入NaCl和NH3，有利于NH4Cl析出，过滤得到氯化铵。气体N为NH3，气体M为CO2，A错误；从流程图可知，最后碳酸氢钠分解生成的CO2、母液生成的食盐水都可以循环利用，B错误；用玻璃棒搅动漏斗里的液体，容易把滤纸弄破，起不到加速过滤的作用，C错误；向母液中通入NH3，增大溶液中NH的浓度，有利于NH4Cl析出并提高纯度，D正确。 3．(2023·广东名校联考)侯氏制碱法以NaCl、NH3、CO2为原料制取纯碱，将制碱技术发展到一个新的水平。下列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是(　　 ) 解析：选D。A.实验室可利用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，上述实验装置科学合理；B.利用碳酸氢钠的溶解度较小的性质，向饱和食盐水中先后通入氨气、二氧化碳来制备碳酸氢钠晶体，装置和操作无误；C.碳酸氢钠晶体析出后，利用过滤步骤将其从混合物中分离出来，过滤操作无误；D.加热碳酸氢钠可获得纯碱，但实验室加热碳酸氢钠时试管需略向下倾斜，否则可能会有水蒸气回流到试管底部引起试管炸裂。 4．(2023·重庆育才中学期中)侯氏制碱法(联合制碱法)工艺流程可用如图表示。下列有关说法错误的是(　　 ) A．以海水为原料，经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔 B．该工艺的碳原子利用率理论上为100% C．氨母液储罐中的溶质主要是NaCl、NH4Cl、NaHCO3 D．在实验室模拟上述流程，“焙烧”需要使用铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器 解析：选C。向饱和NaCl溶液中先通入氨气(吸氨塔)使溶液呈碱性，提升其溶解CO2的能力，再通入CO2(碳酸化塔)，反应生成NH4Cl和碳酸氢钠(从溶液中析出)，真空过滤机过滤出的NaHCO3进入回转焙烧炉焙烧后转化为Na2CO3、水和二氧化碳，CO2可进入碳酸化塔重复利用，NH4Cl进入碱母液储罐，由于NH4Cl的溶解度在低温下比NaCl小，向其中通入NH3后降温“冷析”、加NaCl“盐析”，可使NH4Cl结晶析出，剩余母液中含氯化钠和氨水，进入氨母液储罐后可再次投入使用。海水淡化工厂对海水进行分离、提纯和浓缩可得到饱和氯化钠溶液，然后进入吸氨塔，A正确；根据NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应产生的CO2又进入碳酸化塔中，碳原子利用率理论上为100%，B正确；氨母液储罐中的溶质主要是NaCl和NH3·H2O，C错误；焙烧固体在坩埚中进行，实验室模拟“焙烧”时需要的实验仪器有铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等，D正确。 5．(2023·江苏名校模拟)实验室利用下图装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，下列说法正确的是(　　 ) A．实验时应先打开活塞a后打开活塞b B．装置B中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质 C．一段时间后，装置C中可观察到白色晶体析出 D．装置E主要为了吸收多余的CO2 解析：选C。氨气极易溶于水，溶于水后使溶液显碱性，可以吸收更多二氧化碳，故先通入氨气再通入二氧化碳，实验时应先打开活塞b通入氨气，后打开活塞a通入二氧化碳，A错误；二氧化碳能和碳酸钠溶液反应，装置B中应盛放饱和NaHCO3溶液以除去HCl杂质，B错误；反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，故一段时间后，装置C中可观察到白色晶体析出，C正确；氨气有毒，装置E主要为了吸收多余的氨气，D错误。 6．(2023·天津南开一模)下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是(　　 ) A．取a g混合物充分加热，质量减少b g B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体 C．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得到b g固体 D．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g 解析：选D。只有碳酸氢钠加热分解，由差量法可计算碳酸氢钠的质量，然后再计算碳酸钠的质量分数，能够测出混合物中碳酸钠的质量分数，A不选；加热后b g固体为氯化钠的质量，设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y，则106x＋84y＝a，2x＋y＝，解方程计算出x、y，然后可计算出混合物中碳酸钠的质量分数，B不选；碳酸钠和碳酸氢钠均能与Ba(OH)2反应生成碳酸钡沉淀，结合B项分析，也可以计算出混合物中碳酸钠的质量分数，故C不选；a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的二氧化碳中混有水蒸气，所以质量增加的b g是两种物质的质量，故无法求出混合物中碳酸钠的质量分数，故D选。 7．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是(　　 ) A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液 B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体 C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数 D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量 解析：选D。为了防止空气中的二氧化碳对实验的影响，需先通过装置A吸收空气中的二氧化碳，则装置A中的试剂为NaOH溶液，C中的试剂应能与二氧化碳反应生成沉淀，应为Ba(OH)2溶液，A错误；若B、C之间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体，对测定的纯碱纯度会有影响，B错误；盐酸易挥发，B中可能有HCl、H2O进入C中，不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量，应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数，C错误；沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质，应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量，D正确。 8．下图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置，气球Q弹性良好。 下列说法正确的是(　　 ) A．Q中反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，2O＋4H＋===2H2O＋O2↑ B．测量气体体积时应先关闭K1、K2，打开K3，反应完毕后再缓缓打开K1 C．没有导管a稀硫酸不易滴下来，而且会导致测量气体的体积偏大 D．若操作正确，量筒Ⅰ收集x mL水，量筒Ⅱ排出y mL水，则Na2O2的质量分数为 解析：选C。实验开始时先打开恒压滴液漏斗的活塞使稀硫酸与样品发生反应：2Na2O2＋4H＋===4Na＋＋2H2O＋O2↑，Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，此时关闭K1、K2，打开K3，利用排液法测得所有气体的体积即量筒Ⅰ中水的体积x mL，反应完毕后先打开K2，关闭K3保证Q灵活伸缩后打开K1，碱石灰吸收CO2后量筒Ⅱ排出的y mL水即氧气的体积。过氧化钠不能拆，其离子方程式为：2Na2O2＋4H＋===4Na＋＋2H2O＋O2↑，A错误；为保证Q灵活伸缩，量筒Ⅰ测量后，需与大气相通，打开K1前，应先打开K2，关闭K3，B错误；若没有导管a，由于气压不相通，稀硫酸不易滴落，而且滴落的稀硫酸也计为气体体积，导致测量气体的体积偏大，C正确；题中计算既未考虑气体与物质的比例关系，也未考虑物质的摩尔质量，Na2O2的质量分数为：＝，故D错误。 9．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作漂白剂和氧化剂，能有效杀灭禽流感病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量，下列说法不正确的是(　　 ) A．连接顺序为装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ B．装置b和e中盛放的试剂相同 C．装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置c中 D．若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响) 解析：选B。稀硫酸与过碳酸钠反应生成CO2，由于空气中含有CO2，所以需要除去空气中的CO2，又因为还需要防止空气中的水蒸气进入装置c，所以连接顺序是装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ，A项正确；装置b和e中盛放的试剂分别是浓硫酸和氢氧化钠溶液，B项错误；氢氧化钙与CO2反应生成碳酸钙沉淀，因此若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2，D项正确。 10．(2023·江苏南师大附中期末)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。 下列说法错误的是(　　 ) A．“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3 B．该工艺原子利用率为100% C．“氯化过程”每生成1 mol C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 mol O2 D．“胺再生过程”反应为4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O 解析：选A。NaHCO3热稳定性差，加热易分解，应通过降温结晶得到NaHCO3，A错误；从工艺流程图可以看出，反应物全部转化成产物，该工艺原子利用率为100%，B正确；“氯化过程”的化学方程式为C2H4＋2CuCl2===C2H4Cl2＋2CuCl，再结合胺再生过程化学方程式4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O，可得C2H4Cl2～2CuCl～0.5O2，所以每生成1 mol C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 mol O2，C、D正确。 二、非选择题(共2题，共30分) 11．(15分)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度，他们提出了各自的气体分析法。 (1)第一小组用图1所示装置，仪器A的名称为________________，将m1 g混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性，具体的操作方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(4分) (2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是 ________________________________________________________________________(填一处)。(2分) (3)第三小组在第二小组装置的基础上，解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示，则装置的连接顺序为a→____________________(填接口字母，图中仪器可重复使用)。实验中取样品m1 g，称得干燥管的质量为m2 g，样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为m3 g，则Na2CO3的纯度表达式为_______________________________________________。(6分) (4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀，然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂，其原因是______(填字母)。(3分) a．Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜 b．Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的，可以增大Ba(OH)2的浓度，无须加入过大体积的沉淀剂 c．相同条件下，CaCO3的溶解度明显小于BaCO3 d．吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小 解析：(3)干燥管增加的质量等于生成的CO2的质量，为(m3－m2) g，依据碳元素守恒计算，碳酸钠的纯度为×100%＝×100%。 (4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜，a项错误；相同条件下，CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大，c项错误。 答案：(1)分液漏斗　关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若活塞能回到原位，证明该装置的气密性良好 (2)CO2气体中混有水蒸气(或空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管中或装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收)　(3)fgcbdede　×100%　(4)bd 12．(15分)(2023·辽宁朝阳一中二模)我国化工专家侯德榜创立了侯氏制碱法，提高了氯化钠的利用率，利用了水煤气厂的废气氨气，具有环保、节能效果。 (1)“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的判断依据是__________。(2分) A．碳酸氢钠难溶于水 B．碳酸氢钠受热易分解 C．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出 (2)实验室里乙同学利用如图装置和现有仪器结合所学的知识，减少加热分解碳酸氢钠的步骤，用实验室剩余的NaOH溶液制备碳酸钠溶液。请回答下列问题： ①要完成制备实验，除图中的仪器外还必需的仪器是__________________。(1分) ②最后一步在试管中生成碳酸钠溶液的离子方程式为 ________________________________________________________________________。(2分) ③实验准备就绪后，先打开活塞3，关闭活塞2，再打开活塞1(根据需要可开关)。一段时间后，应该____________________(填具体操作)。则Y可以是 ________________________________________________________________________。(4分) ④该实验设计有不妥之处，排除混有NaOH或NaHCO3杂质外，还可能在制备的碳酸钠溶液中混有其他杂质，则该杂质及其产生的原因分别是 ________________________________________________________________________。(3分) (3)利用“双指示剂”滴定的方法测定纯碱的组成和含量。取一定量的纯碱配成溶液，用盐酸滴定纯碱溶液得到如图曲线，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合______________(用V1、V2的大小关系表示)。(3分) 解析：(1)碳酸氢钠是钠盐，易溶于水，故不选A；碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故不选B；碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故选C。 (2)①NaOH与足量CO2反应生成NaHCO3，NaHCO3转化为碳酸钠发生反应NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，1NaHCO3～1NaOH，所以需要将NaOH分为两等份，除图中的仪器外还必需的仪器是量筒。②最后一步氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，反应的离子方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O。③先将足量CO2通入右侧试管中，制备NaHCO3溶液，然后再将烧瓶中的小试管里的NaOH排到右侧试管中与先生成的NaHCO3发生反应。因此操作是关闭活塞3，打开活塞2，为防止CO2溶解于烧瓶中试管内的NaOH，用油封的方法，即Y为煤油(或苯)。④图中制CO2所用的盐酸挥发，HCl未除，与NaOH易生成杂质氯化钠。 (3)若只有碳酸钠，加入V1 mL盐酸发生反应CO＋H＋===HCO，加入V1～V2 mL盐酸发生反应HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，则2V1＝V2，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合2V1<V2。 答案：(1)C (2) ①量筒　②HCO＋OH－===CO＋H2O　③关闭活塞3，打开活塞2　煤油(或苯)　④因挥发出来的HCl没有除去，易生成NaCl杂质 (3)(V2－V1)>V1(或V2>2V1) 学科网（北京）股份有限公司 $$