13第9讲　侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（浙江专版人教单选版）

第9讲　侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定 课标引领 1.结合真实情境中的应用实例，了解侯氏制碱法的原理及在生产中的应用。 2．能说明钠及其化合物的应用(如侯氏制碱法等)对社会发展的价值、对环境的影响。 考点一　侯氏制碱法 [对应学生用书P42] 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(写出化学方程式) (1)生成NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)生成Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 4．绿色化学理念：循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。 考向一　侯氏制碱法的工艺流程及实验探究 [例1] (2024·浙江杭州八县区市联考)以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产纯碱流程的示意图： 则下列叙述错误的是 (　　) A.气体A是NH3，气体B是CO2 B．“侯氏制碱法”的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 C．第 Ⅲ 步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶 D　解析：NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以提高CO2的吸收率，因此先通入NH3，后通入CO2，A正确；NH3极易溶于水，先通NH3再通CO2，NaHCO3的溶解度较小，易析出晶体，利用了物质溶解度的差异，B正确；操作 Ⅲ 是过滤，因此用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，C正确；晶体是NaHCO3，利用NaHCO3晶体的不稳定性，发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O制得纯碱，D错误。 [练1] 实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，反应原理为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，下列说法错误的是 (　　) A．通过活塞K可控制CO2的流速 B．装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸 C．装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率 D．反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却，过滤得到NaHCO3晶体 答案：B 考点二　Na2CO3含量的测定方法 [对应学生用书P43] 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CO2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＝ 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＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。 3．滴定法 (1)测定原理：用酚酞作指示剂，用标准盐酸滴定，当溶液由浅红色变为无色时，发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根据消耗标准盐酸的体积，求出Na2CO3的物质的量，进一步求出其含量。 (2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成V mL溶液，取出V1 mL于锥形瓶中，滴加1～2滴酚酞溶液，用c mol/L标准盐酸进行滴定，滴定到终点平均消耗V2 mL盐酸。 (3)数据处理：根据滴定反应求出，样品中Na2CO3的物质的量为×c mol/L×V2×10-3 L×＝ mol，其质量为 mol×106 g/mol＝g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。 考向二　Na2CO3含量的测定原理及方法 [例2] 为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是 (　　) 实验方法 实验方案 测量数据 A 滴定法 将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定 消耗盐酸的体积 B 量气法 将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收 碱石灰增加的质量 C 重量法 将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸 减少的质量 D 量气法 将样品与盐酸反应产生的气体通过排水量气装置量气 排出水的体积 A　解析：用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，B错误；向样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D错误。 [练2] (2024·浙江金华十校联考)为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后装置②和③质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是 (　　) A．装置①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰 B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止 C．若将装置①换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大 D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气 答案：C [对应学生用书P44] 1．侯氏制碱法将氨碱法制取碳酸钠和合成氨相互联合。下列说法不正确的是 (　　) A．合成氨工业可为制取碳酸钠提供CO2 B．氨碱法将CO2通入氨的饱和氯化钠溶液 C．碳酸钠固体溶于水吸热 D．Na2CO3比NaHCO3热稳定性好 C　解析：合成氨工业的原料气CO转化为CO2，因此可为制取碳酸钠提供CO2，A正确；氨碱法是将氨气通入饱和氯化钠溶液中，再将CO2通入氨的饱和氯化钠溶液，B正确；碳酸钠固体溶于水放热，C错误；NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水，Na2CO3受热不分解，因此Na2CO3比NaHCO3热稳定性好，D正确。 2．(2024·浙江杭州师大附中阶段考)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如图所示装置(含试剂)进行实验。 下列说法不正确的是 (　　) A．必须在装置②③间添加吸收HCl的装置 B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C．通入空气的作用是保证装置②中产生的气体完全转移到装置③中 D．称取样品和装置③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 答案：A 3．(2024·浙江钱塘联盟联考)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业做出的突出贡献。某实验小组的同学模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下： 下列叙述错误的是 (　　) A．实验时先点燃装置①的酒精灯，过一段时间后再打开装置③中分液漏斗的旋塞 B．装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉，作用是吸收多余的NH3 C．向步骤 Ⅰ 所得滤液中通入氨，加入细小的食盐颗粒并降温，可析出NH4Cl D．用装置④加热碳酸氢钠可实现步骤 Ⅱ 的转化，所得CO2可循环使用 答案：D 4．(2024·浙江温州环大罗山联盟联考)为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下： 下列说法错误的是 (　　) A．仪器a中试剂的作用是防止外界的水蒸气与二氧化碳进入装置C中 B．装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水 C．样品分解不完全可能使碳酸钠的质量分数偏高 D．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收可能使碳酸钠的质量分数偏低 答案：D 5．(经典高考题，节选)化工专家侯德榜发现的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图： 回答下列问题： (1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是________________(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或____________________________________________________________。 (2)B中使用雾化装置的优点是____________________________。 (3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为____________________________。 (4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液，向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为________、________、洗涤、干燥。 答案：(1) a→e→f→b→c→g→h　将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔 (2)使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓ (4)降温结晶　过滤 解析：(1)根据工艺流程知，浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后，再通入二氧化碳气体，发生反应NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓，得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水，从而制备得到纯碱，故仪器连接顺序为a→e→f→b→c→g→h。 (4)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，NH4Cl的溶解度随着温度的升高而不断增大，而NaCl的溶解度随着温度的升高变化并不明显，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用降温结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。 [课时提升训练(9)见P370] 学科网（北京）股份有限公司 $$