第四单元 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法【核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●考点突破(新高考通用)
2026-07-06
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2份
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41页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.05 MB |
| 发布时间 | 2026-07-06 |
| 更新时间 | 2026-07-06 |
| 作者 | 至善教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58681565.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦碳酸钠和碳酸氢钠的性质及侯氏制碱法,涵盖物质性质比较、相互转化、鉴别除杂、定量计算及工业流程等核心考点,按考向预测、核心梳理、双基自测、考点突破、真题演练、限时训练的逻辑架构设计,通过知识框架搭建、易错点总结、解题范式归纳等环节,帮助学生系统突破钠元素板块高频难点。
讲义以核心素养为导向,创新采用“性质对比-图像分析-工业流程”三维突破策略,如通过Na₂CO₃与NaHCO₃和盐酸反应的图像分类解析,培养学生科学思维和证据推理能力,结合侯氏制碱法与氨碱法的对比实验设计,强化科学探究与实践。设置分层训练和限时实战,助力学生高效掌握二元弱酸根反应规律及化工计算,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供系统支持。
内容正文:
第四单元 金属及其化合物
第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
双基自测●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
04
考点突破●明方向
拆解核心考点,归纳解题范式
05
真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
06
过关限时训练
限定答题时长,模拟考场实战
【考向预测●明考向】
碳酸钠与碳酸氢钠、侯氏制碱法核心涵盖两种碳酸盐的溶解性、热稳定性、与酸碱反应差异、相互转化、鉴别除杂、混合物定量计算,侯氏制碱法原料、反应原理、通气顺序、循环物质、优缺点对比,融合图像滴定计算、化工流程、综合实验设问;近三年为钠元素板块高频必考内容,计算与化工情境交替考查;预测2027年会侧重二元弱酸根分步反应图像分析、混合碳酸盐滴定定量运算、制碱工艺中废液回收与低碳改进方案,强化工业流程离子方程式书写、原料利用率计算、氨碱法与侯氏制碱对比评价的综合考查。
考点1 碳酸钠与碳酸氢钠
【核心梳理●明考点】
1.Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理性质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水
可溶于水
化学性质
热稳定性
稳定,但Na2CO3·10H2O易风化
受热易分解
与H+反应
CO+2H+===H2O+CO2↑(较快)
HCO+H+===H2O+CO2↑(更快)
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+CO+2H2O;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与盐反应[如与Al2(SO4)3]
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化
【双基自测●夯基础】
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)碳酸氢钠在水中的溶解度大于碳酸钠的( )
(2)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解( )
(3)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡( )
(4)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出( )
(5)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化( )
(6)向CaCl2溶液中通入足量CO2,有白色沉淀生成( )
(7)相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸反应,产生二氧化碳的量相同( )
【考点突破●明方向】
考向一、Na2CO3、NaHCO3的性质探究
1.室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1:向混合溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色;
实验2:向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是( )
A.实验1中溶液显红色的主要原因是CO+2H2O⇌H2CO3+2OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCO+H+⇌H2O+CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓
2.(2025·江苏南京期末)用CO2传感器可检测溶液中CO2的含量,下图是用电磁搅拌加热器加热饱和NaHCO3溶液的实验中,得到的CO2含量随温度变化曲线。已知:该电磁搅拌加热器的温度最高可达65 ℃。下列有关叙述正确的是( )
A.NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠
B.温度越高,CO2溶解度越大
C.加热饱和碳酸氢钠溶液过程中会析出沉淀
D.a~b阶段,主要反应是碳酸氢钠受热分解
考向二、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂
3.选择适当的试剂或方法除去杂质,并完成转化的化学方程式,“[ ]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
考向三、Na2CO3、NaHCO3与H+反应的定量关系
4.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
(1)若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
则溶液中的溶质为________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(2)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
则溶液中的溶质为________________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(3)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
则溶液中的溶质为________________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(4)若a=0(即图像从原点开始)
则溶液中的溶质为__________,涉及的离子方程式:
________________________________________________________________________。
考点2 侯氏制碱法
【核心梳理●明考点】
1.制备原料
食盐、氨气、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+CO2↑+H2O。
4.绿色思想
循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
【考点突破●明方向】
考向一、模拟侯氏制碱法的仪器选择与装置连接
1.(2025·江苏泰州模拟)实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3,下列装置与原理均正确的是( )
2.某实验小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3。
Ⅰ.一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(图中夹持,调定用的仪器未画出)。
(1)乙装置中的试剂是________________________________________________________________________。
(2)丁装置中稀硫酸的作用是______________________________________________。
(3)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称)________________________________________________________________________。
Ⅱ.若用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
(4)实验时,须先从______管通入气体______,再从______管中通入气体________。
(5)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是________________________________________。
考向二、侯氏制碱法的工艺流程
3.某小组利用NaCl和NH4HCO3模拟工业制碱方法,实验流程如下,下列说法不正确的是( )
A.温度高于35 ℃,NH4HCO3分解加快导致Na2CO3产率降低
B.操作Ⅲ中NH4Cl可分解,所以操作Ⅰ中无需洗涤NaHCO3固体
C.加入NaCl固体有利于NH4Cl晶体析出
D.操作 Ⅱ 蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时停止加热
4.(双选)侯氏制碱法流程如下,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”需要使用蒸发皿、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器
【真题演练●悟高考】
一、单选题
1.(2026·四川·高考真题)下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.除去乙炔中的少量
B.探究的热稳定性
C.向容量瓶中转移NaCl溶液
D.制备胶体
A.A B.B C.C D.D
2.(2026·云南·高考真题)下列说法正确的是
A.石油的分馏属于化学变化
B.蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
3.(2025·江西·高考真题)一种以为催化剂,捕捉制备的流程为:
下列说法正确的是
A.氢气的作用是还原 B.反应中有生成
C.“产物分离”方法为过滤 D.温度升高,的产率增大
4.(2025·江西·高考真题)实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较和的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
5.(2024·北京·高考真题)关于和的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
D.室温下,二者饱和溶液的差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
6.(2024·北京高考)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
二、解答题
7.(2025·安徽·高考真题)侯氏制碱法以、和为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上,以和为反应物,在实验室制备纯碱,步骤如下:
①配制饱和食盐水;
②在水浴加热下,将一定量研细的,加入饱和食盐水中,搅拌,使,溶解,静置,析出晶体;
③将晶体减压过滤、煅烧,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤①中配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有_______(填名称)。
(2)步骤②中需研细后加入,目的是_______。
(3)在实验室使用代替和制备纯碱,优点是_______。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。
i.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸。,所得产品的成分为_______(填标号)。
a. b. c.和 d.和
ii.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的_______(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常温下和的溶解度分别为和。向饱和溶液中持续通入气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验
操作
现象
a
将匀速通入置于烧杯中的饱和溶液,持续,消耗
无明显现象
b
将饱和溶液注入充满的矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶,静置
矿泉水瓶变瘪,后开始有白色晶体析出
i.实验a无明显现象的原因是_______。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液,溶液增重,则白色晶体中的质量分数为_______。
8.(2021·河北高考节选)化工专家侯德榜发明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:
对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为________g。
【过关限时训练】
(60分钟)
一、选择题
1.(2025·浙江宁波二模)碳酸氢钠常用作食用碱或工业用碱,下列说法不正确的是( )
A.向碳酸氢钠固体中加入少量水后,会出现吸热现象
B.碳酸氢钠溶液呈碱性,加入NH4Cl溶液后,产生较多氨气
C.分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体,碳酸氢钠先发生分解
D.往饱和碳酸钠溶液中通入CO2,会产生碳酸氢钠沉淀
2.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
3.(2025·福建南平三模)某小组在实验室模拟侯氏制碱工艺制备NaHCO3,装置如图所示(夹持装置略去),下列离子方程式错误的是( )
A.①中:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
B.②中:H++HCO===H2O+CO2↑
C.③中:NH3+CO2+H2O===NH+HCO
D.④中:NH+OH-===H2O+NH3↑
4.侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去):
下列说法错误的是( )
A.气体X为CO2
B.氨盐水中通入气体X后,溶液中Na+大量减少
C.操作b为过滤
D.悬浊液a中的不溶物主要是NH4Cl
5.我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,利用CO2+NH3+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:
则下列叙述错误的是( )
A.气体A是NH3,气体B是CO2
B.把纯碱及第Ⅲ步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉
C.纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
6.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
纯碱可用于治疗胃酸过多
纯碱可与盐酸反应
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
可将气体通入饱和Na2CO3溶液除去CO2中的少量HCl杂质
Na2CO3可与HCl反应
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,有白色晶体析出
NaHCO3难溶于水
Ⅰ对,Ⅱ对,有
7.(双选)(2025·福建龙岩三模)已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种,化学兴趣小组利用下述装置探究该膨松剂的组成。实验现象有:①打开K1关闭K2,A中有白色沉淀产生;②关闭K1打开K2,C中溶液变红。以下说法正确的是( )
A.装置B中盛放的试剂为碱石灰
B.撤去装置B,A、C中现象不改变
C.利用该装置进行实验无法确定膨松剂的组成
D.依据现象①②不能推测膨松剂同时含有两种组分
8.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1的稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
9.(2025·福建莆田二模)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种白色固体,具有碳酸钠和过氧化氢的性质,可用于杀菌消毒等。实验室中用如下方法合成过碳酸钠晶体。
下列说法错误的是( )
A.采用冰水浴控制三颈烧瓶中反应的温度
B.操作①使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
C.过碳酸钠晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合
D.操作③可用加热法干燥
10.下图为钠元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
二、非选择题
11.Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐,可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题:
(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
其中实验________和________(填序号)可以鉴别Na2CO3和NaHCO3,实验现象分别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)热稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验(加热及夹持装置省略)。
①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴中加热(甘油沸点为290 ℃),目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,a、b试管中的实验现象分别为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③b试管中发生反应的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验,探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实验组号
反应物
现象
物质
浓度/(mol·L-1)
CaCl2浓度/(mol·L-1)
是否有沉淀(室温)
气泡情况
室温
60 ℃水浴
A
NaHCO3
0.05
0.05
有少量白色沉淀
无
无
B
Na2CO3
0.05
0.05
有较多白色沉淀
无
无
C
NaHCO3
0.5
0.5
有大量白色沉淀
无
有明显气泡
D
Na2CO3
0.5
0.5
有大量白色沉淀
无
无
①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请写出C组中60 ℃时,NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12.(2025·江西赣州二模)2Na2CO3·3H2O2(过碳酸钠)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧化系漂白剂,是碳酸钠和过氧化氢形成的不稳定加合物,易溶于水,难溶于乙醇。制备相关资料如下。
制备装置:如图所示。
制备步骤:
ⅰ.按图组装仪器,控制实验温度不超过15 ℃;
ⅱ.往A中加入25 mL的过氧化氢(质量分数为30%)、硫酸镁和硅酸钠各0.1 g,控温搅拌至所有试剂完全溶解;
ⅲ.冷却至一定温度,加入100 mL饱和碳酸钠溶液,搅拌反应30 min,静置结晶;
ⅳ.利用真空泵抽滤,滤饼用无水乙醇洗涤2~3次,通风橱风干得到产品过碳酸钠,滤液回收利用。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为____________。
(2)制备过程中,为了避免温度升高,导致产率下降,“加入100 mL饱和碳酸钠溶液”的正确方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤ⅳ用无水乙醇洗涤的原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下列有关过碳酸钠的说法错误的是___________________________________________________。
A.过碳酸钠是一种混合物
B.过碳酸钠既具有碳酸钠的性质,又具有双氧水的性质
C.往酸性高锰酸钾溶液中加入足量过碳酸钠,溶液褪成无色
D.过碳酸钠既可用作绿色漂白剂也可用作鱼塘供氧剂
(5)采用下列装置验证过碳酸钠中碳酸钠和过氧化氢的物质的量之比是2∶3(不考虑过碳酸钠含有杂质)。
①装置Ⅱ中的试剂为____________。
②装置接口的连接顺序为____________(用ABCDE字母表示)。
③若实验操作准确,则装置Ⅲ理论上应增重______g。
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第四单元 金属及其化合物
第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
双基自测●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
04
考点突破●明方向
拆解核心考点,归纳解题范式
05
真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
06
过关限时训练
限定答题时长,模拟考场实战
【考向预测●明考向】
碳酸钠与碳酸氢钠、侯氏制碱法核心涵盖两种碳酸盐的溶解性、热稳定性、与酸碱反应差异、相互转化、鉴别除杂、混合物定量计算,侯氏制碱法原料、反应原理、通气顺序、循环物质、优缺点对比,融合图像滴定计算、化工流程、综合实验设问;近三年为钠元素板块高频必考内容,计算与化工情境交替考查;预测2027年会侧重二元弱酸根分步反应图像分析、混合碳酸盐滴定定量运算、制碱工艺中废液回收与低碳改进方案,强化工业流程离子方程式书写、原料利用率计算、氨碱法与侯氏制碱对比评价的综合考查。
考点1 碳酸钠与碳酸氢钠
【核心梳理●明考点】
1.Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理性质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水
可溶于水
化学性质
热稳定性
稳定,但Na2CO3·10H2O易风化
受热易分解
与H+反应
CO+2H+===H2O+CO2↑(较快)
HCO+H+===H2O+CO2↑(更快)
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+CO+2H2O;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与盐反应[如与Al2(SO4)3]
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化
【双基自测●夯基础】
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)碳酸氢钠在水中的溶解度大于碳酸钠的(×)
(2)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解(×)
(3)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡(×)
(4)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出(√)
(5)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化(×)
(6)向CaCl2溶液中通入足量CO2,有白色沉淀生成(×)
(7)相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸反应,产生二氧化碳的量相同(×)
【考点突破●明方向】
考向一、Na2CO3、NaHCO3的性质探究
1.室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1:向混合溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色;
实验2:向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅;
实验3:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是( )
A.实验1中溶液显红色的主要原因是CO+2H2O⇌H2CO3+2OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是HCO+H+⇌H2O+CO2↑
C.实验3中无明显现象说明没有发生化学反应
D.实验4中产生白色沉淀的原因是2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓
【解析】选D。CO的水解能力比HCO强,实验1中溶液显红色的主要原因是CO的水解,CO分步水解,以第一步水解为主:CO+H2O⇌HCO+OH-,A项错误;实验2中滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅,碳酸钠更容易与酸反应,故主要原因是CO+H+===HCO,B项错误;实验3中无明显现象,但发生了化学反应:CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3,C项错误;实验4中产生白色沉淀,是少量氢氧化钡与碳酸氢钠反应生成了碳酸钡,离子方程式为2HCO+Ba2++2OH-===2H2O+CO+BaCO3↓,D项正确。
2.(2025·江苏南京期末)用CO2传感器可检测溶液中CO2的含量,下图是用电磁搅拌加热器加热饱和NaHCO3溶液的实验中,得到的CO2含量随温度变化曲线。已知:该电磁搅拌加热器的温度最高可达65 ℃。下列有关叙述正确的是( )
A.NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠
B.温度越高,CO2溶解度越大
C.加热饱和碳酸氢钠溶液过程中会析出沉淀
D.a~b阶段,主要反应是碳酸氢钠受热分解
【解析】选A。48.2 ℃后,溶液中二氧化碳气体含量随温度升高逐渐升高,说明溶液中NaHCO3分解生成了二氧化碳和Na2CO3,则NaHCO3的热稳定性小于碳酸钠,A正确;二氧化碳气体的溶解度随温度升高而降低,则温度越高,CO2溶解度越小,B错误;饱和碳酸氢钠溶液受热分解生成了Na2CO3,相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,则不会有固体析出,C错误;a~b阶段,碳酸氢钠溶液中溶有二氧化碳气体,当加热时,二氧化碳气体逸出,使溶液中二氧化碳的含量降低,D错误。
考向二、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂
3.选择适当的试剂或方法除去杂质,并完成转化的化学方程式,“[ ]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
【答案】(1)充分灼烧至恒重 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)通入足量CO2 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
(3)滴加适量NaOH 溶液 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
考向三、Na2CO3、NaHCO3与H+反应的定量关系
4.Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
(1)若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
则溶液中的溶质为________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(2)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
则溶液中的溶质为________________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(3)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
则溶液中的溶质为________________,涉及的离子方程式Oa:________________________________________________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(4)若a=0(即图像从原点开始)
则溶液中的溶质为__________,涉及的离子方程式:
________________________________________________________________________。
【答案】(1)Na2CO3 CO+H+===HCO HCO+H+===H2O+CO2↑
(2)Na2CO3和NaOH OH-+H+===H2O、CO+H+===HCO HCO+H+===H2O+CO2↑
(3)Na2CO3和NaHCO3 CO+H+===HCO HCO+H+===H2O+CO2↑
(4)NaHCO3 HCO+H+===H2O+CO2↑
考点2 侯氏制碱法
【核心梳理●明考点】
1.制备原料
食盐、氨气、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+CO2↑+H2O。
4.绿色思想
循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
【考点突破●明方向】
考向一、模拟侯氏制碱法的仪器选择与装置连接
1.(2025·江苏泰州模拟)实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3,下列装置与原理均正确的是( )
【答案】C
2.某实验小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3。
Ⅰ.一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(图中夹持,调定用的仪器未画出)。
(1)乙装置中的试剂是________________________________________________________________________。
(2)丁装置中稀硫酸的作用是______________________________________________。
(3)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称)________________________________________________________________________。
Ⅱ.若用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
(4)实验时,须先从______管通入气体______,再从______管中通入气体________。
(5)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是________________________________________。
【答案】(1)饱和碳酸氢钠溶液 (2)吸收逸出的NH3 (3)过滤 (4)a NH3 b CO2 (5)增大气体与溶液的接触面积,提高CO2的吸收率
考向二、侯氏制碱法的工艺流程
3.某小组利用NaCl和NH4HCO3模拟工业制碱方法,实验流程如下,下列说法不正确的是( )
A.温度高于35 ℃,NH4HCO3分解加快导致Na2CO3产率降低
B.操作Ⅲ中NH4Cl可分解,所以操作Ⅰ中无需洗涤NaHCO3固体
C.加入NaCl固体有利于NH4Cl晶体析出
D.操作 Ⅱ 蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时停止加热
【解析】选B。温度高于35 ℃,NH4HCO3会分解生成氨气、水和二氧化碳,减少了生成碳酸氢钠的量,最终降低了碳酸钠的产率,A正确;操作Ⅲ中碳酸氢钠表面可能吸附氯化铵和氯化钠,氯化铵受热会分解,但是氯化钠较稳定,则操作Ⅰ中还需洗涤NaHCO3固体,B错误;食盐会降低氯化铵的溶解度,则加入NaCl固体有利于NH4Cl晶体析出,C正确;蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热,防止析出的NH4Cl因温度过高而分解,D正确。
4.(双选)侯氏制碱法流程如下,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”需要使用蒸发皿、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器
【解析】选CD。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错误。
【真题演练●悟高考】
一、单选题
1.(2026·四川·高考真题)下列图示中,实验操作或方法正确的是
A.除去乙炔中的少量
B.探究的热稳定性
C.向容量瓶中转移NaCl溶液
D.制备胶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙炔含碳碳三键,也会被酸性溶液氧化,会损失提纯的乙炔,A错误;
B.热稳定性差,受热分解生成,可通过澄清石灰水变浑浊验证分解反应;加热固体时试管口略向下倾斜,能防止冷凝水倒流炸裂试管,B正确;
C.向容量瓶中转移溶液时,应该用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线下方内壁,C错误;
D.制备胶体时,应将饱和溶液滴入沸水中,若滴入溶液会直接生成沉淀,无法得到胶体,D错误;
故选B。
2.(2026·云南·高考真题)下列说法正确的是
A.石油的分馏属于化学变化
B.蔗糖属于二糖,水解产物为葡萄糖
C.明矾可作净水剂,其水溶液呈碱性
D.碳酸氢钠受热分解的化学方程式为
【答案】D
【详解】A.石油分馏是利用石油中各成分沸点不同,通过加热、冷凝实现分离的过程,由于过程中没有新物质生成,属于物理变化,而非化学变化,A项错误;
B.蔗糖是典型的二糖,水解生成等物质的量葡萄糖和果糖,B项错误;
C.明矾加入水中发生水解反应:,Al(OH)3胶体吸附水中杂质,可作净水剂,水解生成,溶液呈酸性,C项错误;
D.NaHCO3热稳定性较差,受热易分解,D项正确;
故答案为D。
3.(2025·江西·高考真题)一种以为催化剂,捕捉制备的流程为:
下列说法正确的是
A.氢气的作用是还原 B.反应中有生成
C.“产物分离”方法为过滤 D.温度升高,的产率增大
【答案】B
【详解】A.CO2中C为+4价,NaHCO3中C也为+4价,CO2未被还原;中N从+5价降至-3价,H2还原的是,A错误;
B.反应生成的NH3极易溶于水,在“产物分离”之前会和CO2、H2O反应生成,B正确;
C.“产物分离”得到固体和馏分,馏分为NH3,该方法应该是蒸馏,C错误;
D.NaHCO3受热易分解,温度升高会导致其分解,产率减小,D错误;
故选B。
4.(2025·江西·高考真题)实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较和的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
【答案】C
【详解】A.NaCl溶液的导电性实验涉及电流,湿手操作易触电,禁止湿手,A正确;
B.焰色试验可能产生有害气体或烟雾,开启排风设备,B正确;
C.钠燃烧剧烈,即使佩戴护目镜,近距离俯视仍可能被高温或飞溅物伤害,C错误;
D.加热实验需避免衣物或长发接触热源,束发系紧衣物,D正确;
故选C。
5.(2024·北京·高考真题)关于和的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
D.室温下,二者饱和溶液的差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
【答案】D
【详解】A.和的溶液中均存在、、、、、、,A正确;
B.加入溶液会发生反应:,B正确;
C.受热易分解,可转化为,而热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;
D.室温下和饱和溶液相差较大的主要原因是的水解程度远大于,D错误;
故选D。
6.(2024·北京高考)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
【解析】选D。Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、CO、HCO ,A正确;NaHCO3中加入NaOH溶液会发生反应:NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O,B正确;NaHCO3受热易分解,可转化为Na2CO3,而Na2CO3热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;室温下Na2CO3和NaHCO3的饱和溶液pH相差较大的主要原因是CO的水解程度远大于HCO,D错误。
二、解答题
7.(2025·安徽·高考真题)侯氏制碱法以、和为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上,以和为反应物,在实验室制备纯碱,步骤如下:
①配制饱和食盐水;
②在水浴加热下,将一定量研细的,加入饱和食盐水中,搅拌,使,溶解,静置,析出晶体;
③将晶体减压过滤、煅烧,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤①中配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有_______(填名称)。
(2)步骤②中需研细后加入,目的是_______。
(3)在实验室使用代替和制备纯碱,优点是_______。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。
i.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸。,所得产品的成分为_______(填标号)。
a. b. c.和 d.和
ii.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的_______(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常温下和的溶解度分别为和。向饱和溶液中持续通入气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验
操作
现象
a
将匀速通入置于烧杯中的饱和溶液,持续,消耗
无明显现象
b
将饱和溶液注入充满的矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶,静置
矿泉水瓶变瘪,后开始有白色晶体析出
i.实验a无明显现象的原因是_______。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液,溶液增重,则白色晶体中的质量分数为_______。
【答案】(1)烧杯、玻璃棒
(2)加快溶解、加快与反应
(3)工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高
(4) a >
(5) 在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体
【分析】本题以和为反应物,在实验室制备纯碱。考查了配制饱和溶液的方法及所用的试剂;用代替和,使工艺变得简单易行,原料利用率较高,且环保、制备效率较高;滴定分析中利用了碳酸钠与盐酸反应分步进行,根据两个滴定终点所消耗的盐酸用量分析产品的成分;通过对比实验可以发现的充分溶解对的生成有利。
【详解】(1)步骤①中配制饱和食盐水,要在烧杯中放入一定量的食盐,然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解,因此需要使用的有烧杯和玻璃棒。
(2)固体的颗粒越小,其溶解速率越大,且其与其他物质反应的速率越大,因此,步骤②中需研细后加入,目的是加快溶解、加快与反应。
(3)和在水中可以发生反应生成,但是存在气体不能完全溶解、气体的利用率低且对环境会产生不好的影响,因此,在实验室使用代替和制备纯碱,其优点是工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高。
(4)i.根据图中的曲线变化可知,到达第一个滴定终点B时,发生的反应为,消耗盐酸;到达第二个滴定终点C时, 发生的反应为,又消耗盐酸,因为,说明产品中不含和,因此,所得产品的成分为,故选a。
ⅱ.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓,局部会发生第二个反应,消耗的盐酸体积偏大,因此,该同学所记录的>。
(5)i.实验a无明显现象的原因是:在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液。受热分解生成的气体中有和,而分解产生的气体中只有,无水可以吸收分解产生的,溶液可以吸收分解产生的;溶液增重,则分解产生的的质量为,其物质的量为,由分解反应可知,的物质的量为,则白色晶体中的质量为,故其质量分数为。
8.(2021·河北高考节选)化工专家侯德榜发明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:
对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为________g。
【解析】(4)对固体NaHCO3充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2,Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据化学方程式及差量法可知,当增重0.14 g(2CO的质量)时,消耗的二氧化碳的质量为0.14 g×=0.22 g,其物质的量为=0.005 mol,根据关系式2NaHCO3~CO2可知,消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol=0.01 mol,所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g/mol=0.84 g。
【答案】(1)aefbcgh 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)0.84
【过关限时训练】
(60分钟)
一、选择题
1.(2025·浙江宁波二模)碳酸氢钠常用作食用碱或工业用碱,下列说法不正确的是( )
A.向碳酸氢钠固体中加入少量水后,会出现吸热现象
B.碳酸氢钠溶液呈碱性,加入NH4Cl溶液后,产生较多氨气
C.分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体,碳酸氢钠先发生分解
D.往饱和碳酸钠溶液中通入CO2,会产生碳酸氢钠沉淀
【答案】B
2.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
【答案】C
3.(2025·福建南平三模)某小组在实验室模拟侯氏制碱工艺制备NaHCO3,装置如图所示(夹持装置略去),下列离子方程式错误的是( )
A.①中:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
B.②中:H++HCO===H2O+CO2↑
C.③中:NH3+CO2+H2O===NH+HCO
D.④中:NH+OH-===H2O+NH3↑
【解析】选C。①中实验室用大理石和稀盐酸制备CO2,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,A正确;②中用饱和NaHCO3溶液吸收挥发出的HCl,离子方程式为H++HCO===H2O+CO2↑,B正确;③中侯氏制碱法制备NaHCO3,往饱和NaCl溶液中依次通入NH3和足量的CO2,从而析出溶解度相对较小的NaHCO3,离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O===NH+NaHCO3↓,C错误;④中用NH4Cl浓溶液和NaOH固体制备NH3,离子方程式为NH+OH-===H2O+NH3↑,D正确。
4.侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去):
下列说法错误的是( )
A.气体X为CO2
B.氨盐水中通入气体X后,溶液中Na+大量减少
C.操作b为过滤
D.悬浊液a中的不溶物主要是NH4Cl
【解析】选D。饱和食盐水中通入氨气形成氨盐水,再通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,气体X为CO2,故A正确;氨盐水中通入气体X后,反应生成碳酸氢钠沉淀,因此溶液中Na+大量减少,故B正确;悬浊液a经过操作b得到滤渣和滤液,说明操作b为过滤,故C正确;悬浊液a中的不溶物主要是碳酸氢钠晶体,故D错误。
5.我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,利用CO2+NH3+H2O+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:
则下列叙述错误的是( )
A.气体A是NH3,气体B是CO2
B.把纯碱及第Ⅲ步得到的晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制得发酵粉
C.纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
【答案】D
6.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
纯碱可用于治疗胃酸过多
纯碱可与盐酸反应
Ⅰ对,Ⅱ对,有
B
可将气体通入饱和Na2CO3溶液除去CO2中的少量HCl杂质
Na2CO3可与HCl反应
Ⅰ对,Ⅱ错,无
C
Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3
Ⅰ对,Ⅱ对,有
D
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,有白色晶体析出
NaHCO3难溶于水
Ⅰ对,Ⅱ对,有
【解析】选C。碳酸钠能够与盐酸反应,但是碳酸钠碱性较强,具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,所以陈述Ⅰ错误,故A错误;Na2CO3可与HCl反应,但CO2也可以和Na2CO3反应,所以不能用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的HCl杂质,故陈述Ⅰ错误,故B错误;NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,可用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3杂质,陈述Ⅰ和陈述Ⅱ都对,故C正确;向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,可发生反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,由于相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,所以有NaHCO3晶体析出,陈述Ⅰ对,陈述Ⅱ错误,故D错误。
7.(双选)(2025·福建龙岩三模)已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种,化学兴趣小组利用下述装置探究该膨松剂的组成。实验现象有:①打开K1关闭K2,A中有白色沉淀产生;②关闭K1打开K2,C中溶液变红。以下说法正确的是( )
A.装置B中盛放的试剂为碱石灰
B.撤去装置B,A、C中现象不改变
C.利用该装置进行实验无法确定膨松剂的组成
D.依据现象①②不能推测膨松剂同时含有两种组分
【解析】选AD。关闭K1打开K2,C中溶液变红,检验有氨气放出,则B的作用是吸收二氧化碳,装置B中盛放试剂为碱石灰,A正确; 撤去装置B,A中现象不改变,C中吸收氨气和二氧化碳,若二氧化碳过量,则溶液可能显酸性,溶液不变红,B错误;利用该装置进行实验,C中溶液变红,说明含有碳酸氢铵,若反应结束,玻璃管内无固体残留,说明不含碳酸氢钠,若有固体残留,说明含有碳酸氢钠,C错误; 碳酸氢钠、碳酸氢铵加热都能放出二氧化碳,依据现象①②不能推测膨松剂中含有碳酸氢钠,D正确。
8.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1的稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
【解析】选C。n(NaOH)==0.01 mol,n(Na2CO3)==0.01 mol,当向混合溶液中滴加盐酸时,先后发生的反应为①NaOH+HCl===NaCl+H2O,②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,③NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,利用物质的量的关系并结合图像分析,①②③消耗的盐酸体积均为=0.1 L,①②反应无二氧化碳气体生成,③反应产生二氧化碳气体。
9.(2025·福建莆田二模)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种白色固体,具有碳酸钠和过氧化氢的性质,可用于杀菌消毒等。实验室中用如下方法合成过碳酸钠晶体。
下列说法错误的是( )
A.采用冰水浴控制三颈烧瓶中反应的温度
B.操作①使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒
C.过碳酸钠晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合
D.操作③可用加热法干燥
【解析】选D。为防止制备过程中过碳酸钠发生分解,三颈烧瓶中反应温度低于5 ℃,因此实验室制备过碳酸钠时可采用冰水浴控制反应温度,A正确;操作①是过滤,分离固体和液体,使用的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒,B正确;过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质,晶体内Na2CO3与H2O2以氢键结合,C正确;过碳酸钠具有过氧化氢的性质,则受热易分解,操作③用加热法干燥会造成过碳酸钠分解,D错误。
10.下图为钠元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
【解析】选D。A项,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2+NaOH===NaHCO3,可以实现转化关系①,正确;B项,Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2产生,正确;C项,碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3和反应⑧NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,正确;D项,反应②也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,错误。
二、非选择题
11.Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐,可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题:
(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
其中实验________和________(填序号)可以鉴别Na2CO3和NaHCO3,实验现象分别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)热稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验(加热及夹持装置省略)。
①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴中加热(甘油沸点为290 ℃),目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,a、b试管中的实验现象分别为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③b试管中发生反应的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验,探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实验组号
反应物
现象
物质
浓度/(mol·L-1)
CaCl2浓度/(mol·L-1)
是否有沉淀(室温)
气泡情况
室温
60 ℃水浴
A
NaHCO3
0.05
0.05
有少量白色沉淀
无
无
B
Na2CO3
0.05
0.05
有较多白色沉淀
无
无
C
NaHCO3
0.5
0.5
有大量白色沉淀
无
有明显气泡
D
Na2CO3
0.5
0.5
有大量白色沉淀
无
无
①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请写出C组中60 ℃时,NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】(2)②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠,二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠晶体。(3)②C组中60 ℃时,NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡,根据质量守恒说明气泡是二氧化碳气体,其离子方程式为2HCO+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O。
【答案】(1)① ② 向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,开始无现象,后来产生气泡;向碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸,开始就有气泡产生
(2)①提供较高温度,便于盐分解 ②开始有少量气泡产生,后来无现象 有气泡生成,后有晶体析出 ③CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3↓
(3)①在溶液浓度较稀时,与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3,产生少量沉淀的是NaHCO3
②2HCO+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O
12.(2025·江西赣州二模)2Na2CO3·3H2O2(过碳酸钠)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧化系漂白剂,是碳酸钠和过氧化氢形成的不稳定加合物,易溶于水,难溶于乙醇。制备相关资料如下。
制备装置:如图所示。
制备步骤:
ⅰ.按图组装仪器,控制实验温度不超过15 ℃;
ⅱ.往A中加入25 mL的过氧化氢(质量分数为30%)、硫酸镁和硅酸钠各0.1 g,控温搅拌至所有试剂完全溶解;
ⅲ.冷却至一定温度,加入100 mL饱和碳酸钠溶液,搅拌反应30 min,静置结晶;
ⅳ.利用真空泵抽滤,滤饼用无水乙醇洗涤2~3次,通风橱风干得到产品过碳酸钠,滤液回收利用。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为____________。
(2)制备过程中,为了避免温度升高,导致产率下降,“加入100 mL饱和碳酸钠溶液”的正确方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤ⅳ用无水乙醇洗涤的原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下列有关过碳酸钠的说法错误的是___________________________________________________。
A.过碳酸钠是一种混合物
B.过碳酸钠既具有碳酸钠的性质,又具有双氧水的性质
C.往酸性高锰酸钾溶液中加入足量过碳酸钠,溶液褪成无色
D.过碳酸钠既可用作绿色漂白剂也可用作鱼塘供氧剂
(5)采用下列装置验证过碳酸钠中碳酸钠和过氧化氢的物质的量之比是2∶3(不考虑过碳酸钠含有杂质)。
①装置Ⅱ中的试剂为____________。
②装置接口的连接顺序为____________(用ABCDE字母表示)。
③若实验操作准确,则装置Ⅲ理论上应增重______g。
【解析】三颈烧瓶中碳酸钠和过氧化氢发生反应2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)⇌2Na2CO3·3H2O2(s),反应生成的过碳酸钠通过过滤、洗涤、干燥得到目标产物。
(2)过氧化氢不稳定,受热易分解,过碳酸钠也为不稳定加合物,为了避免温度升高,导致产率下降,“加入100 mL饱和碳酸钠溶液”的正确方法是缓慢分批加入,并不断搅拌。
(4)A.过碳酸钠为一种物质,属于纯净物,错误;B.过碳酸钠是碳酸钠和过氧化氢形成的不稳定加合物,其既具有碳酸钠的性质,又具有双氧水的性质,正确;C.酸性高锰酸钾具有强氧化性,往酸性高锰酸钾溶液中加入足量过碳酸钠,高锰酸钾溶液会和过碳酸钠中的过氧化氢反应使得溶液褪成无色,正确;D.过氧化氢具有强氧化性,可用作绿色漂白剂,过氧化氢分解生成氧气,能做供氧剂,故过碳酸钠既可用作绿色漂白剂也可用作鱼塘供氧剂,正确。
(5)首先向装置通入经过Ⅴ中氢氧化钠处理过的空气,排净装置中空气,防止空气中二氧化碳干扰实验,Ⅰ中过碳酸钠和稀硫酸反应生成二氧化碳气体,经过Ⅱ干燥后,二氧化碳在Ⅲ中被碱石灰吸收,装置Ⅳ能防止空气中的二氧化碳、水进入Ⅲ中干扰实验结果。
①由分析可知,装置Ⅱ中的试剂为浓H2SO4。
②由分析可知,装置接口的连接顺序为EABCD。
③根据碳元素守恒,3.14 g过碳酸钠生成二氧化碳的质量为×2×44 g/mol=0.88 g,若实验操作准确,则装置Ⅲ理论上应增重0.88 g。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)缓慢分批加入,并不断搅拌
(3)洗去水分,减少过碳酸钠溶解,利于干燥 (4)A
(5)①浓H2SO4 ②EABCD ③0.88
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