第四章 第14讲 侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定（教师用书word）-【步步高】2024年高考化学大一轮复习讲义（人教版 江苏专用）

第14讲　侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定

[复习目标]　1.了解侯氏制碱法的原理。2.掌握Na2CO3含量的测定方法。

考点一　侯氏制碱法

1．制备原料

食盐、氨、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2。

2．工艺流程

3．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＋H2O＋CO2↑。

4．绿色思想

循环使用的物质为CO2、NaCl。

1．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。

(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是________________________。

(2)a通入__________，然后b通入__________，简述理由：____________________。

(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是______________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)先通入NH3，然后通入CO2

(2)NH3　CO2　由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，为防止倒吸，通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，为增加二氧化碳的吸收率，通入CO2的导气管的末端应插入液面以下

(3)吸收氨气尾气，防止污染空气

2．我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图：

(1)分别写出沉淀池、煅烧炉中发生反应的化学方程式。

(2)写出上述流程中X物质的分子式。

(3)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气除了增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出外，还有什么作用？循环Ⅰ的作用是什么？

(4)如何检验产品碳酸钠中是否含有碳酸氢钠？

答案　(1)NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　(2)CO2

(3)使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度　循环Ⅰ的作用是提高原料氯化钠的利用率

(4)加热，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明碳酸钠中含有碳酸氢钠，否则，不含有碳酸氢钠

考点二　Na2CO3含量的测定方法

1．气体法

(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。

依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。

(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生的CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。

(3)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。

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)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。

3．滴定法

测定原理(用酚酞作指示剂，用盐酸滴定)：当指示剂变色时，发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，根据消耗标准盐酸的体积，求出Na2CO3的物质的量，进一步求其含量。

实验室欲测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g，溶于水中，配成250 mL溶液。

方案一：沉淀法。利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中w(Na2CO3)。

(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀，应选用的试剂是________(填字母)。

A．CaCl2溶液   B．MgSO4溶液

C．NaCl溶液   D．Ba(OH)2溶液

(2)过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是______________________________

________________________________________________________________________。

(3)将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为m g，由此可以计算w(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未充分干燥就称量，则测得w(Na2CO3)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

方案二：气体法。某同学用下列实验流程测定。