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第 14 讲 侯氏制碱法与 Na CO 含量的测定
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[复习目标] 1.了解侯氏制碱法的原理。2.掌握NaCO 含量的测定方法。
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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＋
HO(g)=====CO＋H，CO＋HO(g)=====CO＋H。
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2．工艺流程
3．反应原理
(1)产生NaHCO 的反应：_______________________________________________________。
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(2)产生NaCO 的反应： _______________________________________________________。
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4．绿色思想
循环使用的物质为________、________。
1. 如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO 的部分装置。
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(1)实验时向饱和食盐水中通入CO、NH 的先后顺序是____________________________。
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(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_______________________________________
________________________________________________________________________。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NH Cl更多地析出外，还有什么作用？循环Ⅰ的作用是什么？
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________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(4)如何检验产品碳酸钠中是否含有碳酸氢钠？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
考点二 Na CO 含量的测定方法
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1．气体法
(1)测定原理：NaCO＋HSO ===NaSO ＋HO＋CO↑。
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依据CO 的体积确定NaCO 的物质的量，进而确定纯碱中NaCO 的含量。
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(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CO 气体的体积为
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V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理：纯碱样品中NaCO 的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中NaCO
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的质量分数为×100%＝%。
2．沉淀法
(1)测定原理：NaCO＋BaCl ===BaCO ↓＋2NaCl。
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依据BaCO 沉淀的质量确定NaCO 的物质的量，进而确定纯碱中NaCO 的含量。
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(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BaCl 溶液，经过滤、
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洗涤、干燥得BaCO 沉淀的质量为n g。
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(3)数据处理：纯碱样品中NaCO 的质量为×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中NaCO 的质
2 3 2 3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 NaCO ＋
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2HCl===2NaCl＋HO＋CO↑，根据消耗标准盐酸的体积，求出 NaCO 的物质的量，进一
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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(Na CO)，称取此混合物5.0
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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(Na CO)。
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(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．CaCl 溶液 B．MgSO 溶液
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C．NaCl溶液 D．Ba(OH) 溶液
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(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(Na CO)。如果此步中，
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沉淀未充分干燥就称量，则测得w(Na CO)________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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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 N ，反应后通入N 的目的是
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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＋＋CO===HCO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(Na CO)＝________。
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1．[2021·河北，14(1)(2)(3)(4)]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NaHCO ，
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进一步处理得到产品NaCO 和NH Cl，实验流程如图：
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回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO ，正确的连接顺序是____________(按气流方向，
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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NaHCO 的总反应的化学方程式为_______________________________________。
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(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO 和滤液：
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①对固体NaHCO 充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量 NaO ，NaO 增
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重0.14 g，则固体NaHCO 的质量为________g。
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②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH Cl(s)过程。为使
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NH Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH Cl溶解度曲线，需采用的操作为________、
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2．(2021·湖南，15)碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料
制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：
步骤Ⅰ.Na CO 的制备
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步骤Ⅱ.产品中NaHCO 含量测定
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①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL容量瓶中；
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中，加入2滴指示剂M，用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶
液滴定，溶液由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V mL；
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③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.100 0 mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点
(第二滴定终点)，又消耗盐酸V mL；
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④平行测定三次，V 平均值为22.45，V 平均值为23.51。
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已知：(i)当温度超过35 ℃时，NH HCO 开始分解。
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(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g HO)
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温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH HCO 11.9 15.8 21.0 27.0
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NaHCO 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
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NH Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
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回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中晶体A的化学式为______________，晶体A能够析出的原因是__________
___________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅰ中“300 ℃加热”所选用的仪器是________________________________(填标号)。(3) 指 示 剂 N 为 ______________ ， 描 述 第 二 滴 定 终 点 前 后 颜 色 变 化 ：
______________________。
(4)产品中NaHCO 的质量分数为____________(保留三位有效数字)。
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(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则 NaHCO 质量分数的计算结果
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________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
