(共20张PPT)
微专题5 侯氏制碱法 碳酸钠含量的测定
2．测定纯碱中碳酸钠含量的常用方法
(1)气体法。
①测定原理。
Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2气体的体积，确定Na2CO3的质量，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气体的体积为V mL（已折算为标准状况）。
(2)沉淀法。
①测定原理。
Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的质量，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。
1．（2025·江门模拟）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所示，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NaCl、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为2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O===2NH4Cl＋Na2CO3
√
解析：由流程可知，合成氨厂提供氨、二氧化碳，与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，碳酸氢钠在煅烧炉中加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳可循环使用。母液中含溶质氯化铵，通入氨，加入食盐可分离得到氯化铵。由联合制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NaCl、NH4Cl和氨水，A正确；由溶解度曲线可知，将NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃，B正确；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；沉淀池中反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。
√
2．实验室利用下图所示的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．装置乙中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C．一段时间后，装置丙中可观察到有白色晶体析出
D．装置戊主要目的是吸收多余的 CO2
解析：氨极易溶于水，使溶液显碱性，吸氨后的饱和食盐水可以吸收更多二氧化碳，故应先通入氨再通入二氧化碳；由大理石与盐酸反应制备的CO2中含HCl杂质，需通过饱和碳酸氢钠溶液除去；NH3、CO2、NaCl、H2O反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体。A.由分析可知，实验时应先打开活塞b通入氨，后打开活塞a通入二氧化碳，A错误；B.二氧化碳能和碳酸钠溶液反应，装置乙中应盛放饱和NaHCO3溶液以除去HCl杂质，B错误；C.反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，故一段时间后，装置丙中可观察到有白色晶体析出，C正确；D.装置戊主要目的是吸收多余的氨，D错误。
3．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。实验流程如下：
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_________________________________________________________。
aefbcgh
将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐
解析：制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后通入饱和氨盐水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为aefbcgh。分液漏斗使用前需要让其与大气连通，否则液体无法滴落，所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，需要打开分液漏斗上部的玻璃塞或将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。
(2)B中使用雾化装置的优点是__________________________________。
解析：雾化装置可以增大接触面积，使饱和氨盐水与CO2充分接触，使反应更充分。
(3)生成NaHCO3 的总反应的化学方程式为_____________________________________________。
解析：生成NaHCO3的总反应的化学方程式为CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
增大接触面积，使反应更充分
NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl
(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。
①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，固体NaHCO3的质量为_____________g。
0.84
②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。
降温结晶
过滤
(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果________（填标号）。
A．偏高 B．偏低 C．不变
解析：若称量前的无水Na2CO3吸收了一定量的水，此时Na2CO3的含量偏低，则用其标定盐酸浓度时，会使结果偏高。
A微专题5 侯氏制碱法 碳酸钠含量的测定
INCLUDEPICTURE "核心精讲.tif"
1．侯氏制碱法
(1)制备原料：食盐、氨、二氧化碳。
氨和二氧化碳来自合成氨厂，后者是用水煤气制取氢气时的废气，化学方程式为C＋H2O（g）CO＋H2，CO＋H2O（g）CO2＋H2。
(2)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↑。
(3)绿色思想：循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
(4)工艺流程。
INCLUDEPICTURE "24-27.TIF"
2．测定纯碱中碳酸钠含量的常用方法
(1)气体法。
①测定原理。
Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2气体的体积，确定Na2CO3的质量，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，故纯碱样品中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的质量，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，故纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。
(3)滴定法。
用甲基橙作为指示剂，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，进一步求出其含量。
INCLUDEPICTURE "即时巩固.tif"
1．（2025·江门模拟）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所示，下列说法错误的是（ D ）
INCLUDEPICTURE "26hx4-14.TIF"
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是NaCl、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为2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O===2NH4Cl＋Na2CO3
解析：由流程可知，合成氨厂提供氨、二氧化碳，与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，碳酸氢钠在煅烧炉中加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳可循环使用。母液中含溶质氯化铵，通入氨，加入食盐可分离得到氯化铵。由联合制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NaCl、NH4Cl和氨水，A正确；由溶解度曲线可知，将NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃，B正确；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；沉淀池中反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。
2．实验室利用下图所示的装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3。下列说法正确的是（ C ）
INCLUDEPICTURE "25TH63.TIF"
A．实验时应先打开活塞a后打开活塞b
B．装置乙中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C．一段时间后，装置丙中可观察到有白色晶体析出
D．装置戊主要目的是吸收多余的 CO2
解析：氨极易溶于水，使溶液显碱性，吸氨后的饱和食盐水可以吸收更多二氧化碳，故应先通入氨再通入二氧化碳；由大理石与盐酸反应制备的CO2中含HCl杂质，需通过饱和碳酸氢钠溶液除去；NH3、CO2、NaCl、H2O反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体。A.由分析可知，实验时应先打开活塞b通入氨，后打开活塞a通入二氧化碳，A错误；B.二氧化碳能和碳酸钠溶液反应，装置乙中应盛放饱和NaHCO3溶液以除去HCl杂质，B错误；C.反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，故一段时间后，装置丙中可观察到有白色晶体析出，C正确；D.装置戊主要目的是吸收多余的氨，D错误。
3．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。实验流程如下：
INCLUDEPICTURE "24-32.TIF"
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___________________________________。
INCLUDEPICTURE "24-33.TIF" INCLUDEPICTURE "24-34.TIF"
INCLUDEPICTURE "24-35.TIF" INCLUDEPICTURE "24-36.TIF" INCLUDEPICTURE "24-37.TIF"
(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。
①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，固体NaHCO3的质量为_________________________________g。
②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。
INCLUDEPICTURE "24-38.TIF"
(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果________（填标号）。
A．偏高 B．偏低 C．不变
解析：(1)制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后通入饱和氨盐水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为aefbcgh。分液漏斗使用前需要让其与大气连通，否则液体无法滴落，所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，需要打开分液漏斗上部的玻璃塞或将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。(2)雾化装置可以增大接触面积，使饱和氨盐水与CO2充分接触，使反应更充分。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。(4)①1 mol CO2与足量Na2O2反应，最终Na2O2增重的质量相当于1 mol CO的质量，假设固体NaHCO3的质量为x g，可列如下关系式：
2NaHCO3～CO2～Na2O2～CO
2×84 28
x g 0.14 g
＝，解得x＝0.84。②根据题图中NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度随温度的升高变化较大，而NaCl的溶解度随温度的升高变化不大，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)若称量前的无水Na2CO3吸收了一定量的水，此时Na2CO3的含量偏低，则用其标定盐酸浓度时，会使结果偏高。
答案：(1)aefbcgh 将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐
(2)增大接触面积，使反应更充分
(3)NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl
(4)①0.84 ②降温结晶 过滤 (5)A
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