第 11 讲 侯氏制碱法与 Na2CO3 含量的测定
01 了解侯氏制碱法的原理。
02 掌握 Na2CO3含量的测定方法。
考点一：侯氏制碱法
重点·夯基易错
1．制备原料
高温
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＋
高温
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：2NaHCO3 == === Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
4．绿色思想
循环使用的物质为 、 。
点拨·能力培养
1．我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥，工艺流程图如下。碳酸化塔中
的反应：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 +NH4Cl。
下列说法正确的是
A +． c Na ：碱母液储罐大于氨母液储罐
B．经“冷析”和“盐析”后的体系仅是NH4Cl的饱和溶液
C．该工艺的碳原子利用率理论上接近 100%
D -．向氯化钠溶液中先通入CO2，再通入NH3能提高 c HCO3
2．侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献，是我国近代化学工业的奠基人之一，他结合中国国情对
氨碱法进行改进，确定了新的工艺流程——侯氏制碱法：将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，方法流
程如图所示。
回答下列问题：
(1)向精制盐水中通入NH3、CO2的顺序及理由为 (提示：从两种气体的溶解度进行分析)。
(2)写出NaHCO3煅烧时发生反应的化学方程式： 。
(3)该流程中循环利用的物质为 。
(4)侯氏制碱法除了制取得到纯碱，还生成了一种副产品 (填名称)，可以用来 。
(5)所得纯碱中可能含有少量NaCl杂质，可以通过如下方法测定纯碱中碳酸钠的质量分数：
ⅰ．称取 ag 样品，溶于水中；
ⅱ．加入足量氯化钙溶液；
ⅲ．过滤、洗涤、干燥、称量，所得沉淀质量为 bg。
①证明所加氯化钙溶液已经足量的方法是 。
②该样品中碳酸钠的质量分数为 %(用含 a、b 的代数式表示)。
真题·明考向
1．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A．自然固氮、人工固氮都是将N2 转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O 、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
2．（2022·湖南·高考真题）化学促进了科技进步和社会发展，下列叙述中没有涉及化学变化的是
A．《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B．利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C．科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D．北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
考点二：Na2CO3 含量的测定方法
重点·夯基易错
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)。
V 106V
(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 Na CO 的22 400 22 400 2 3
106V
22 400 g 53V
质量分数为 ×100%＝ %。
m g 112m
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。
n g 106n
(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197 g·mol－1 197
106n
197 g 106n
量分数为 ×100%＝ ×100%。
m g 197m
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。
点拨·能力培养
1．为测定产品中 Na2CO3的质量分数(杂质为 NaHCO3)，设计了下列三种实验方案。
方案 I：样品经加热后测定剩余固体质量，并计算 Na2CO3的质量分数。
(1)下列可用来加热样品的仪器是 (写仪器名称)。
方案Ⅱ：通过加热分解得到的 CO2质量进行计算。实验装置示意图如下：
(2)A 中反应的化学方程式为 ，若装置 C 中碱石灰增重 m1g。则混合样品中碳酸钠的质量分数为 。
方案Ⅲ：将一定质量的样品与足量稀硫酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量
差计算碳酸钠的质量分数。连接好的实验装置如图：
该实验的操作步骤：
①_____；
②取一定量样品装入广口瓶中；
③打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟；
④关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管 A 质量；
⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止；
⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管 A 质量。
(3)操作①为 。
(4)NaOH 溶液(足量)中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置中有两支盛放碱石灰的干燥管(图中 A 和 B)，若只保留干燥管 A 将会使碳酸钠的质量分数的计算结
果 (填“偏大”或“偏小”)。原因是 。
真题·明考向
1．实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成：称取一定质量样品溶解于锥形瓶中，加入 2
滴指示剂M ，用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸V1mL；向锥形瓶中再加入 2 滴指示剂 N ，继续用标准盐酸
滴定至终点，又消耗盐酸V2mL。下列说法正确的是
A．指示剂M、N可依次选用甲基橙、酚酞
B + 2- -．样品溶解后的溶液中： 2c Na = 3c CO3 + 3c HCO3 + 3c H2CO3
C +．滴定至第一次终点时的溶液中： c H + c Na+ = c OH- + c HCO-3 + 2c CO2-3
V
D 1．样品中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为 V2 - V1
演练·提能力
1．如图是模拟“侯氏制碱法”制取 NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是
A．a 通入 CO2，然后 b 通入 NH3，c 中放碱石灰
B．b 通入 NH3，然后 a 通入 CO2，c 中放碱石灰
C．a 通入 NH3，然后 b 通入 CO2，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b 通入 CO2，然后 a 通入 NH3，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉
2．某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下 I 处胶塞加入
B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C．开始实验时，应先打开活塞 II，再打开活塞 III
D．反应结束后，试剂d 换为冰水，可以促进NaHCO3晶体的析出
3．我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从 70%提高
到 90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，
下列说法错误的是
A．从母液中经过循环 I 进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B．NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0 ~ 10℃
C．循环 I、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D．沉淀池中反应的化学方程式： 2NH3 + CO2 + 2NaCl + H2O = 2NH4Cl + Na2CO3
4．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 ag 混合物充分加热，质量减少 bg
B．取 ag 混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到 bg 固体
C．取 ag 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加 bg
D．取 ag 混合物与足量 NaOH 溶液充分反应，得到 bg 固体
5．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_____________________________________________。
6．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 ＋4 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？
7．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－3 、CO 2－3 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－3 、CO 2－3 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。
按如图所示装置进行实验：
(1)在装置 C 中装碱石灰来吸收净化后的气体，装置 D 的作用是_______________________________。
(2)有的同学认为，为了减小实验误差，应在反应前后都通入 N2，反应后通入 N2的目的是______________。
方案三：滴定法。量取 25.00 mL 配制好的溶液加入锥形瓶中，滴加 2 滴酚酞溶液，摇匀，用 0.200 0 mol·L－
1 盐酸滴定到终点(已知终点时反应 H＋＋CO32－===HCO －3 恰好反应完全)。重复此操作 2 次，消耗盐酸的平均
体积为 20.00 mL。
(1)量取 25.00 mL 配制好的溶液，应选择________仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是________________________________________________________。
(3)此法测得 w(Na2CO3)＝________。第 11 讲 侯氏制碱法与 Na2CO3 含量的测定
01 了解侯氏制碱法的原理。
02 掌握 Na2CO3含量的测定方法。
考点一：侯氏制碱法
重点·夯基易错
1．制备原料
高温
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＋
高温
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：2NaHCO3 == === Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
4．绿色思想
循环使用的物质为 CO2、NaCl。
点拨·能力培养
1．我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥，工艺流程图如下。碳酸化塔中
的反应：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 +NH4Cl。
下列说法正确的是
A c Na+． ：碱母液储罐大于氨母液储罐
B．经“冷析”和“盐析”后的体系仅是NH4Cl的饱和溶液
C．该工艺的碳原子利用率理论上接近 100%
D．向氯化钠溶液中先通入CO -2，再通入NH3能提高 c HCO3
【答案】C
【解析】A． c Na+ ：氨母液是向碱母液加入 NaCl 得到的，所以前者的钠离子浓度更高，A 错误
B． 冷析和盐析后的溶液还有钠离子，不只是氯化铵的饱和溶液，B 错误；
C． 该工艺的碳原子利用率理论上接近 100%，C 正确；
D． -向氯化钠溶液中先通入NH3，再通入CO2能提高 c HCO3 ，D 错误；
故选 C。
2．侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献，是我国近代化学工业的奠基人之一，他结合中国国情对
氨碱法进行改进，确定了新的工艺流程——侯氏制碱法：将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，方法流
程如图所示。
回答下列问题：
(1)向精制盐水中通入NH3、CO2的顺序及理由为 (提示：从两种气体的溶解度进行分析)。
(2)写出NaHCO3煅烧时发生反应的化学方程式： 。
(3)该流程中循环利用的物质为 。
(4)侯氏制碱法除了制取得到纯碱，还生成了一种副产品 (填名称)，可以用来 。
(5)所得纯碱中可能含有少量NaCl杂质，可以通过如下方法测定纯碱中碳酸钠的质量分数：
ⅰ．称取 ag 样品，溶于水中；
ⅱ．加入足量氯化钙溶液；
ⅲ．过滤、洗涤、干燥、称量，所得沉淀质量为 bg。
①证明所加氯化钙溶液已经足量的方法是 。
②该样品中碳酸钠的质量分数为 %(用含 a、b 的代数式表示)。
【答案】(1)先通入NH3，后通入CO2，CO2的溶解度小，先通入NH3有利于吸收更多的CO2，生成高浓度
HCO-3
D
(2)2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2
(3) CO2、NaCl
(4) 氯化铵 作化肥
106b
(5) 向上层清液中继续加入氯化钙溶液，若不产生沉淀，则已足量
a
【分析】由题给流程可知，煤干馏制得焦炭，焦炭与水蒸气反应生成水煤气，水煤气变换得到二氧化碳和
氢气；分离液态空气制得氮气，氮气与氢气在合成氨塔中反应制得氨气；向精制食盐水中通入极易溶于水
的氨气得到氨化食盐水，向氨化食盐水中通入二氧化碳气体，二氧化碳与氨化食盐水反应生成碳酸氢钠沉
淀和氯化铵，过滤得到含有氯化铵的母液和碳酸氢钠；碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠和二氧化碳，二氧化
碳可以加入吸氨、碳化塔循环使用；向母液中加入氯化钠粉末，将母液中的氯化铵转化为沉淀，过滤得到
氯化铵和含有氯化钠的母液，母液可以送回碳化塔循环使用。
【解析】（1）由分析可知，制备碳酸氢钠时，向精制食盐水中通入极易溶于水的氨气得到氨化食盐水，向
氨化食盐水中通入二氧化碳气体，二氧化碳与氨化食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，目的是先通入
氨气使溶液呈碱性，有利于增大二氧化碳的溶解度，提高溶液中的碳酸氢根离子，便于碳酸氢钠的生成和
析出，故答案为：先通入NH3，后通入CO2，CO2的溶解度小，先通入NH3有利于吸收更多的CO2，生成
高浓度HCO-3 ；
（2）由分析可知，碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为
D
2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ，故答案为：
D
2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ；
（3）由分析可知，该流程中循环利用的物质为碳酸氢钠煅烧分解生成的二氧化碳和含有氯化钠的母液，故
答案为：CO2、NaCl；
（4）由分析可知，侯氏制碱法除了制取得到纯碱，还生成了可以做氮肥的副产品氯化铵，故答案为：氯化
铵；作化肥；
（5）①若所加氯化钙溶液已经足量，向上层清液中继续加入氯化钙溶液，不可能有碳酸钙沉淀生成，所以
证明所加氯化钙溶液已经足量的方法是向上层清液中继续加入氯化钙溶液，若不产生沉淀，说明氯化铬溶
液已足量，故答案为：向上层清液中继续加入氯化钙溶液，若不产生沉淀，则已足量；
②由题意可知，反应生成碳酸钙的质量为 bg，由碳原子个数守恒可知，该样品中碳酸钠的质量分数为
bg
106g/mol
100g/mol 106b 106b×100%= ，故答案为： 。
ag a a
真题·明考向
1．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A．自然固氮、人工固氮都是将N2 转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O 、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【解析】A．自然固氮是将 N2转化为含氮化合物，不一定是转化为 NH3，比如大气固氮是将 N2会转化为
NO，A 错误；
B．侯氏制碱法以 H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备 NaHCO3和 NH4Cl，反应的化学方程式为
H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B 正确；
催化剂
C．工业上通过 NH3催化氧化等反应过程生产 HNO3，相关的化学反应方程式为 4NH3+5O2 Δ
4NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C 正确；
D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循
环”，D 正确；
故选 A。
2．（2022·湖南·高考真题）化学促进了科技进步和社会发展，下列叙述中没有涉及化学变化的是
A．《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B．利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C．科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D．北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
【答案】D
【解析】A．“石胆能化铁为铜”指的是铁可以与硫酸铜发生置换反应生成铜，发生了化学变化，A 不符合题
意；
B．工业上利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱，二氧化碳、氨气、氯化钠和水发生反应生成的碳酸氢钠晶体经
加热后分解生成碳酸钠即纯碱，发生了化学变化，B 不符合题意；
C． CO2转化为淀粉或葡萄糖，有新物质生成，发生了化学变化，C 不符合题意；
D．使用 CO2跨临界直冷制冰，将水直接转化为冰，没有新物质生成，只发生了物理变化，没有涉及化学变
化，D 符合题意；
综上所述，本题选 D。
考点二：Na2CO3 含量的测定方法
重点·夯基易错
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)。
V 106V
(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 Na CO 的22 400 22 400 2 3
106V
22 400 g 53V
质量分数为 ×100%＝ %。
m g 112m
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。
n g 106n
(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197 g·mol－1 197
106n
197 g 106n
量分数为 ×100%＝ ×100%。
m g 197m
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。
点拨·能力培养
1．为测定产品中 Na2CO3的质量分数(杂质为 NaHCO3)，设计了下列三种实验方案。
方案 I：样品经加热后测定剩余固体质量，并计算 Na2CO3的质量分数。
(1)下列可用来加热样品的仪器是 (写仪器名称)。
方案Ⅱ：通过加热分解得到的 CO2质量进行计算。实验装置示意图如下：
(2)A 中反应的化学方程式为 ，若装置 C 中碱石灰增重 m1g。则混合样品中碳酸钠的质量分数为 。
方案Ⅲ：将一定质量的样品与足量稀硫酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量
差计算碳酸钠的质量分数。连接好的实验装置如图：
该实验的操作步骤：
①_____；
②取一定量样品装入广口瓶中；
③打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟；
④关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管 A 质量；
⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止；
⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管 A 质量。
(3)操作①为 。
(4)NaOH 溶液(足量)中发生反应的离子方程式为 。
(5)装置中有两支盛放碱石灰的干燥管(图中 A 和 B)，若只保留干燥管 A 将会使碳酸钠的质量分数的计算结
果 (填“偏大”或“偏小”)。原因是 。
【答案】(1)坩埚、试管
Δ 11m - 42m
(2) 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H 12O ×100%11m
(3)检查装置气密性
(4)CO2+2OH-= CO2-3 +H2O
(5) 偏小 没有干燥管 B，外界空气中水蒸气和 CO2气体被吸收，导致干燥管 A 质量增加的多，就
会推算出样品中碳酸氢钠质量多，碳酸钠质量少，导致样品中碳酸钠质量分数结果偏小
【分析】方案二：连接好装置后，先通入氮气赶尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳影响测定结果，
所以 X 是氮气，A 装置中的样品受热分解成生成二氧化碳和水蒸气进入装置 B，B 装置是为了除去水蒸气，
所以可以装浓硫酸，干燥后的二氧化碳进入装置 C，C 中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中 a 为
碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置 C 影响测定结果。
方案三：空气先通入到装有氢氧化钠溶液的装置，是为了吸收空气中含有的二氧化碳气体，鼓入空气数分
钟赶尽装置内的空气，稀硫酸与样品反应产生二氧化碳气体，进入装有浓硫酸的装置，干燥气体后进入装
置 A，A 中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，干燥管 B 中碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置 A
影响测定结果。
【解析】（1）加热碳酸氢钠固体分解，加热样品所选用的仪器可以是坩埚、试管；
D
（2）A 中发生的是碳酸氢钠受热分解，反应的化学方程式为 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑，若装置 C
2NaHCO3 ~ CO2 168m
中碱石灰增重 m1 g，即生成的 CO2为 m1 g，设碳酸氢钠的质量为 m，则由 168 44 ,得 m＝ 144
m m1
42m1 m-
42m1 11m-42m
＝ ，则混合样品中碳酸钠的质量分数为 11 ×100%＝ 1 ×100%；11 m 11m
（3）连接好实验装置第一步应该是检查装置气密性，保证装置气密性良好才能做后续实验；
（4）先把空气通过 NaOH 溶液是为了吸收空气中的 CO2，减少实验误差，离子方程式为：2OH－＋CO2=CO
2-
3 ＋H2O；
（5）装置 A 是吸收碳酸氢钠分解产生的 CO2，装置 B 是吸收空气中的 CO2，若只保留干燥管 A，没有干燥
管 B，外界空气中水蒸气和 CO2气体被吸收，导致干燥管 A 质量增加的多，就会推算出样品中碳酸氢钠质
量多，碳酸钠质量少，导致样品中碳酸钠质量分数结果偏小。
真题·明考向
1．实验室用如下方案测定Na2CO3和NaHCO3混合物的组成：称取一定质量样品溶解于锥形瓶中，加入 2
滴指示剂M ，用标准盐酸滴定至终点时消耗盐酸V1mL；向锥形瓶中再加入 2 滴指示剂 N ，继续用标准盐酸
滴定至终点，又消耗盐酸V2mL。下列说法正确的是
A．指示剂M、N可依次选用甲基橙、酚酞
B．样品溶解后的溶液中： 2c Na+ = 3c CO2-3 + 3c HCO-3 + 3c H2CO3
C + + - - 2-．滴定至第一次终点时的溶液中： c H + c Na = c OH + c HCO3 + 2c CO3
V
D Na CO NaHCO 1．样品中 2 3和 3物质的量之比为 V2 - V1
【答案】D
【分析】由题意可知，第一次滴定滴入的指示剂为酚酞，发生的反应为 Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，第二
次滴定滴入的指示剂为甲基橙，发生的反应为 NaHCO3+HCl=NaCl +CO2↑+H2O，据此作答。
【解析】A．由分析可知，指示剂M、N可依次选用酚酞、甲基橙，故 A 错误；
B．样品溶解后的溶液中，并未知此时Na2CO3和NaHCO3的物质的量浓度比值关系，无法进行判断物料守
恒关系，故 B 错误；
C．第一次滴定滴入的指示剂为酚酞，发生的反应为 Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，终点时溶液中含有的溶
质是 NaHCO3、NaCl
+ + - -
，根据电荷守恒可知 c H + c Na = c OH + c HCO3 + 2c CO2-3 + c Cl- ，故 C 错
误；
D．由方程式可知，(V2—V1)mL 为原溶液中碳酸氢钠消耗盐酸的体积，加入的盐酸浓度是不变的，根据方
程式可知消耗盐酸的物质的量就等于Na2CO3和NaHCO3物质的量，则Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为
V1 c HCl V= 1
V V c HCl V V ，故 D 正确；2 - 1 2 - 1
故答案选 D。
演练·提能力
1．如图是模拟“侯氏制碱法”制取 NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是
A．a 通入 CO2，然后 b 通入 NH3，c 中放碱石灰
B．b 通入 NH3，然后 a 通入 CO2，c 中放碱石灰
C．a 通入 NH3，然后 b 通入 CO2，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b 通入 CO2，然后 a 通入 NH3，c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【答案】C
【解析】由于 CO2 在水中的溶解度比较小，而 NH3 极易溶于水，所以在实验中要先通入溶解度较大的 NH3，
再通入 CO2；由于 NH3极易溶于水，在溶于水时极易发生倒吸现象，所以通入 NH3的导气管的末端不能伸
入到溶液中，即 a 先通入 NH3，然后 b 通入 CO2，A、B、D 选项均错误；因为 NH3是碱性气体，所以过量
的 NH3要用稀硫酸来吸收，选项 C 合理；故合理答案是 C。
2．某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下 I 处胶塞加入
B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C．开始实验时，应先打开活塞 II，再打开活塞 III
D．反应结束后，试剂d 换为冰水，可以促进NaHCO3晶体的析出
【答案】D
【分析】试剂 a 为盐酸，试剂 b 为碳酸钙，用于制取二氧化碳，试剂 c 为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化
碳中的 HCl；然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中，反应生成碳酸氢钠，过量的氨气用水或硫酸溶液吸
收，且要防止倒吸，据此分析解答。
【解析】A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A 项错误；
B．制备 CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的 CO2无需干燥，NH4Cl 和 Ca(OH)2用于制取 NH3，尾气
中含有 NH3，可用稀硫酸吸收，B 项错误；
C．CO2在水中溶解度小，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，通入 NH3营造碱性环境，增大 CO2的溶解度，再打
开活塞Ⅱ，通入 CO2，C 项错误；
D．反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，D 项正确；
故选 D。
3．我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从 70%提高
到 90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，
下列说法错误的是
A．从母液中经过循环 I 进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B．NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0 ~ 10℃
C．循环 I、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D．沉淀池中反应的化学方程式： 2NH3 + CO2 + 2NaCl + H2O = 2NH4Cl + Na2CO3
【答案】D
【分析】由流程可知，合成氨提供氨气，与二氧化碳、饱和食盐水反应生成 NH4Cl、NaHCO3，在沉淀池中
过滤分离出碳酸氢钠，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，二氧化碳可循环使用。母液中含溶
质氯化铵，通入氨气，加入细盐可分离得到氯化铵。
【解析】A．由联碱法生产流程示意图可以看出从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是 Na2CO3、NH4Cl 和
氨水，A 正确；
B．由溶解度曲线可以看出，NH4Cl 的溶解度随温度升高而增大，因此如果 NH4Cl 固体从母液中析出时需
控制温度在 0~10℃以下，B 正确；
C．由流程可知，循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染，C 正确；
D．沉淀池中反应的化学方程式：NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3 ，D 错误；
故选 D。
4．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 ag 混合物充分加热，质量减少 bg
B．取 ag 混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到 bg 固体
C．取 ag 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加 bg
D．取 ag 混合物与足量 NaOH 溶液充分反应，得到 bg 固体
【答案】D
【解析】A．取 ag 混合物充分加热，固体质量减少 bg，也就是 NaHCO3 分解生成 CO2 和 H2O 的质量为 bg，
由此可求出 NaHCO3的质量，从而求出 Na2CO3的质量分数，A 不符合题意；
B．取 ag 混合物与足量稀盐酸充分反应，bg 固体就是原 Na2CO3 和 NaHCO3 分解生成的 Na2CO3 的总质量，
由此可求出 NaHCO3分解生成的 CO2和 H2O 的质量，也就可求出 NaHCO3的质量，从而求出 Na2CO3的质
量分数，B 不符合题意；
C．取 ag 混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加 bg，即两种盐与硫酸
反应生成 CO2的质量为 bg，由此可求出两种盐的物质的量，列方程可求出 Na2CO3的质量，从而求出 Na2CO3
的质量分数，C 不符合题意；
D．取 ag 混合物与足量 NaOH 溶液充分反应，得到的 bg 固体包括原 Na2CO3及 NaHCO3与 NaOH 反应生成
的 Na2CO3的质量，以及过量 NaOH 的质量，过量 NaOH 的质量无法确定，所以无法求出 Na2CO3的质量分
数，D 符合题意；
故选 D。
5．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
6．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 ＋4 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↓、2NaHCO3 == === Na2CO3＋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
7．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－3 、CO 2－3 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－ －3 、CO 23 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。
按如图所示装置进行实验：
(1)在装置 C 中装碱石灰来吸收净化后的气体，装置 D 的作用是_______________________________。
(2)有的同学认为，为了减小实验误差，应在反应前后都通入 N2，反应后通入 N2的目的是______________。
方案三：滴定法。量取 25.00 mL 配制好的溶液加入锥形瓶中，滴加 2 滴酚酞溶液，摇匀，用 0.200 0 mol·L－
1 盐酸滴定到终点(已知终点时反应 H＋＋CO2－3 ===HCO －3 恰好反应完全)。重复此操作 2 次，消耗盐酸的平均
体积为 20.00 mL。
(1)量取 25.00 mL 配制好的溶液，应选择________仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是________________________________________________________。
(3)此法测得 w(Na2CO3)＝________。
【答案】 方案一：(1)D (2)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加 Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗
净，反之则未洗净 (3)偏小
方案二：(1)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，减小实验误差 (2)将装置 A、B 中残留的 CO2全部赶入装置 C
中
方案三：(1)碱式滴定管(或移液管) (2)滴入最后半滴盐酸时，溶液由红色变为浅红(接近无色)，且 30 s 内不
恢复 (3)84.8%
【解析】 方案一：(1)Ba(OH)2 溶液与两种离子都可以形成沉淀，D 正确。(2)判断沉淀是否洗净的方法是
检验洗涤液中是否含有 Ba2＋。(3)所得沉淀未充分干燥就称量，则产生的沉淀质量偏大。由于等质量时
NaHCO3产生的沉淀质量大，因此测得 w(Na2CO3)偏小。
方案三：(1)Na2CO3、NaHCO3 的溶液显碱性，应选择碱式滴定管或移液管。(2)加酚酞溶液显红色，恰好反
应时溶液为 NaHCO3。(3)当达到滴定终点时，发生反应：H＋＋CO2－3 ===HCO－3 ；25.00 mL 配制好的溶液中含
有的 n(HCl)＝n(Na2CO3)＝0.200 0 mol·L－1×0.02 L＝0.004 mol，则 250 mL 溶液中含有 Na2CO3的物质的量
250 mL
n(Na2CO3)＝0.004 mol× ＝0.04 mol，其质量 m(Na2CO3)＝0.04 mol×106 g·mol － 1＝4.24 g，25.00 mL
4.24 g
w(Na2CO3)＝ ×100%＝84.8 %。5.0 g
