魯科版2023-2024年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第3章 第11講侯氏制堿法與Na2CO3含量的測定

第11講侯氏制堿法與Na2CO3含量的測定

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.了解侯氏制堿法的原理。2.掌握NazCCh含量的測定方法。

考點一侯氏制堿法

■歸納整合必備知識

1.制備原料

食鹽、氨、二氧化碳——合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣，其反應(yīng)為C+H2θ(g)=≡=CO

+H2,CO+H2O(g)?=CO2+H20

2.工藝流程

由合成雪工業(yè)提供

精

NH3CO2CO

制2

Γ11-

飽

向澄清11

和

過NaHCO3燃

食-NaCO

中?-圖-酸.濾f沉淀^ι?23

鹽

T

水

母液u母液I

~畫

JcX

NH1CI

3.反應(yīng)原理

⑴產(chǎn)生NaHCO3的反應(yīng)：,

(2)產(chǎn)生Na2CO3的反應(yīng)：.

4.綠色思想

循環(huán)使用的物質(zhì)為、O

■專項突破關(guān)鍵能力

I.如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCo3的部分裝置。

(1)實驗時向飽和食鹽水中通入Co2、NH3的先后順序是

(2)a通入,然后b通入,簡述理：

(3)c中放蘸有稀硫酸的脫脂棉，作用是____________________________________________

2.我國化學(xué)家侯德榜改進(jìn)國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如圖：

食鹽水

CO2X

,IJIL循環(huán)UI、

［合成氨廠］~T沉隼池g~~>｛煨燒爐卜NaKO：,

循環(huán)1

——_?-W—

(提取副產(chǎn)品)

(1)分別寫出沉淀池、燃燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式。

(3)向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品。通氨氣除了增大NH；的濃度，使

NECl更多地析出外，還有什么作用？循環(huán)I的作用是什么？

(4)如何檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有碳酸氫鈉?

考點二Na2Cθ3含量的測定方法

■歸納整合

1.氣體法

(1)測定原理：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2t,

依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。

(2)實驗操作：向mg純堿樣品中加入足量的稀硫酸，準(zhǔn)確測量產(chǎn)生的CO2氣體的體積為VmL

(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(3)數(shù)據(jù)處理：純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為肅而molX106g?mor∣=翳滁g,則純堿樣品

106V

224OOg53V

中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為一-X100%=γf布％。

2.沉淀法

⑴測定原理：Na2CO3+BaCl2=BaCO3I+2NaCl,,

依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的含量。

(2)實驗操作：先將〃?g純堿樣品溶于水配成溶液，向溶液中加入過量的BaCI2溶液，經(jīng)過濾、

洗滌、干燥得BaCO3沉淀的質(zhì)量為Hgo

(3)數(shù)據(jù)處理：純堿樣品中Na2CO3的質(zhì)量為IQ「？106g?moL=*?g,則純堿樣品

Iv/g?moι1V/

106M

]97g

中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I。。%=喏100%?

3.滴定法

測定原理(用酚醐作指示劑，用鹽酸滴定)：當(dāng)指示劑變色時，發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3+

2HCI=2NaCl+H2O+CO2t,根據(jù)消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積，求出Na2CO3的物質(zhì)的量，進(jìn)一步

求其含量。

■專項突破關(guān)鍵能力

實驗室欲測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)IP(Na2CO3),稱取此混合物5.0g,

溶于水中，配成250mL溶液。

方案一：沉淀法。利用化學(xué)反應(yīng)把HCo3、COy完全轉(zhuǎn)化為沉淀，稱量干燥沉淀的質(zhì)量，由

此計算混合物中W(Na2COj)O

(1)量取IoomL配制好的溶液于燒杯中，滴加足量沉淀劑，把溶液中Heo3、CO1完全轉(zhuǎn)化

為沉淀，應(yīng)選用的試劑是(填字母)。

A.CaCI2溶液B.MgSO4溶液

C.NaCI溶液D.Ba(OH)2溶液

(2)過濾，洗滌沉淀，判斷沉淀是否洗凈的方法是

⑶將所得沉淀充分干燥，稱量沉淀的質(zhì)量為，“g,由此可以計算MNa2CO3)。如果此步中，

沉淀未充分干燥就稱量，則測得奴Na2CO3)(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

方案二：氣體法。某同學(xué)用下列實驗流程測定。

按如圖所示裝置進(jìn)行實驗:

(1)在裝置C中裝堿石灰來吸收凈化后的氣體,裝置D的作用是

(2)有的同學(xué)認(rèn)為，為了減小實驗誤差，應(yīng)在反應(yīng)前后都通入N21反應(yīng)后通入N2的目的是

方案三：滴定法。量取25.0OmL配制好的溶液加入錐形瓶中，滴加2滴酚??溶液，搖勻，用

0.2000mol?L^1鹽酸滴定到終點(已知終點時反應(yīng)fC+COl-HCOs恰好反應(yīng)完全)。重復(fù)此

操作2次，消耗鹽酸的平均體積為20.00mLo

⑴量取25.00mL配制好的溶液，應(yīng)選擇儀器來完成。

(2)判斷滴定終點的依據(jù)是________________________________________________________

(3)此法測得W(Na2CO3)=。

真題演練明確考向

1.[2021?河北，14(1)(2)(3)(4)]化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經(jīng)濟

發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，某化學(xué)興趣小組在實驗室中模擬并改進(jìn)侯氏制堿法制備NaHeo3,進(jìn)

一步處理得到產(chǎn)品Na2CO3和NH4Cl,實驗流程如圖：

施氣體

→(NaHCO

和la

濃氨產(chǎn)品Nag)

NaCI粉末

氨鹽

水食鹽水

水<INaa粉末

一L4母液尸2------

產(chǎn)品NHe1]

回答下列問題:

(1)從A-E中選擇合適的儀器制備NaHCO3,正確的連接順序是(按氣流方向，

用小寫字母表示)。為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下，可將分液漏斗上部的玻璃塞打

開或。

稀鹽酸

CaCO3

顆粒

A

飽和NaHCQ,溶液NaOH溶液

DE

(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點是。

(3)生成NaHCO3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

⑷反應(yīng)完成后，將B中U形管內(nèi)的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液：

①對固體NaHCO3充分加熱，產(chǎn)生的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量Na2O2,Na2O2增

重0.14g,則固體NaHCO3的質(zhì)量為g?

②向濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(S)+NH4Cl(aq)-NaCl(aq)+NH4CKs)過程。為使

NH4CI沉淀充分析出并分離，根據(jù)NaCl和NH4Cl溶解度曲線，需采用的操作為、

、洗滌、干燥。

80

01030507090100

溫度代

2.(2021?湖南，15)碳酸鈉俗稱純堿，是一種重要的化工原料。以碳酸氫鏤和氯化鈉為原料制

備碳酸鈉，并測定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量，過程如下：

步驟I.Na2CO3的制備

碳酸氫核粉末

步驟IL產(chǎn)品中NaHCO3含量測定

①稱取產(chǎn)品2.500g,用蒸儲水溶解，定容于25OmL容量瓶中；

②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶中，加入2滴指示劑M,用0.100OmOI?L∣鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液

滴定，溶液由紅色變至近無色(第一滴定終點)，消耗鹽酸HmL；

③在上述錐形瓶中再加入2滴指示劑N,繼續(xù)用0.100Omol?L1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(第

二滴定終點)，又消耗鹽酸KmL;

④平行測定三次，%平均值為22.45,匕平均值為23.51。

已知：⑴當(dāng)溫度超過35℃時，NH4HCO3開始分解。

(ii)相關(guān)鹽在不同溫度下的溶解度表(g∕100gH2O)

溫度/℃0IO203040506