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第10讲　侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定
【备考目标】　1.了解侯氏制碱法的原理，并能根据具体情境迁移应用。2.掌握Na2CO3含量的测定方法。
考点1　侯氏制碱法
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。
题组练习
1．(2023·广东汕头二模)某实验小组模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，下列有关连接方式正确的是(　　 )
A.a→d→e→b→c→f→g B．a→b→c→d→e→f→g C．a→c→b→d→e→g→f D．a→f→g→c→b→d→e
解析：选A。制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后将纯净的CO2通入饱和氨盐溶液中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为：a→d→e→b→c→f→g。
2．(2023·内蒙古赤峰期末)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献，他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验。
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)。
试回答下列有关问题：
(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.另一位同学用图中戊装置(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
考点2　碳酸钠含量的测定
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，准确测量出产生的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，则纯碱样品中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。
(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的质量分数为×100%＝×100%。
【拓展知识】　双指示剂滴定法(酚酞、甲基橙)
(1)Na2CO3、NaHCO3混合物
①测定原理
先以酚酞作指示剂：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3；
再以甲基橙作指示剂：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
②实验操作
a．准确称量样品m g加蒸馏水配成溶液。
b．向所得溶液中先滴入1～2滴酚酞试液，然后逐滴加入1 mol/L的稀盐酸，当溶液由红色变成浅红色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V1 mL。
c．再向溶液中滴入1～2滴甲基橙试液，然后逐滴加入1 mol/L的稀盐酸，当溶液由黄色变成橙色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V2 mL，且V2＞V1＞0。
③数据处理
样品中Na2CO3的物质的量为1 mol/L×V1×10－3 L＝V1×10－3 mol，
则样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
(2)Na2CO3、NaOH的混合物
①测定原理
先以酚酞作指示剂：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；
再以甲基橙作指示剂：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
②实验操作
a．准确称量样品m g加蒸馏水配成溶液。
b．向所得溶液中先滴入1～2滴酚酞试液，然后逐滴加入1 mol/L 的稀盐酸，当溶液由红色变成浅红色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V1 mL。
c．再向溶液中滴入1～2滴甲基橙试液，然后逐滴加入1 mol/L 稀盐酸，溶液由黄色变成橙色，且半分钟内颜色不发生变化时，消耗的盐酸的体积为V2 mL，且V1＞V2＞0。
③数据处理
样品中n(Na2CO3)＝NaHCO3消耗的盐酸的物质的量＝1 mol/L×V2×10－3L＝V2×10－3 mol，样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
题组练习
1．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是(　　 )
选项 实验方法 实验方案 测量数据
A 滴定法 将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定 消耗盐酸的体积
B 量气法 将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收 碱石灰增加的质量
C 重量法 将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸 减少的质量
D 量气法 将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气 排出水的体积
解析：选A。用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯化氢等，B项错误；样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法计算Na2CO3的质量，C项错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。
2．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、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(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、CO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＋＋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(Na2CO3)＝________。
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)配制的溶液加酚酞溶液显红色，到滴定终点恰好反应时溶液为NaHCO3溶液。(3)当达到滴定终点时，发生反应：H＋＋CO===HCO；25.00 mL配制好的溶液中含有的n(Na2CO3)＝n(HCl)＝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n(Na2CO3)＝0.004 mol×＝0.04 mol，其质量m(Na2CO3)＝0.04 mol×106 g·mol－1＝4.24 g，w(Na2CO3)＝×100%＝84.8%。
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，如无沉淀生成，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色(接近无色)，且30 s内颜色不发生变化　(3)84.8%
高考真题
1．(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：
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，则固体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。
解析：(1)根据流程图分析，要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3，所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh。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将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。
(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率。
(3)根据上述分析可知，生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓。
(4)①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。
②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。
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)①0.84　②蒸发浓缩　降温结晶
2．(2021·湖南高考)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.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ. 产品中NaHCO3含量的测定
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，溶液由红色变至接近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1 mL；
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V2 mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45 mL，V2平均值为23.51 mL。
已知：(ⅰ)当温度超过35 ℃时，NH4HCO3开始分解。
(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g H2O)
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0
NaHCO3 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
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________(填字母)。
(3)指示剂N为______________，描述第二滴定终点前后溶液的颜色变化：________________________________________。
(4)产品中NaHCO3的质量分数为______(保留三位有效数字)。
(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析：(1)根据题给信息中盐在不同温度下的溶解度可知，控制温度在30～35 ℃是为了使NH4HCO3不发生分解，同时析出NaHCO3固体，得到晶体A，因为在30～35 ℃时，NaHCO3的溶解度最小。(2)在300 ℃加热抽干后的NaHCO3固体，需用坩埚、泥三角、三脚架进行操作。(3)第二次滴定时，使用的指示剂N为甲基橙试液，滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠，滴定达到终点时溶液的溶质为氯化钠，所以溶液的颜色变化为由黄色变为橙色，且半分钟内不发生变化。(4) 第一次滴定发生的反应是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，则n(Na2CO3)＝n生成(NaHCO3)＝n(HCl)＝0.100 0 mol/L×22.45×10－3 L＝2.245×10－3 mol，第二次滴定消耗的盐酸的体积V2＝23.51 mL，则根据方程式NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑可知，消耗的NaHCO3的物质的量n总(NaHCO3)＝0.100 0 mol/L×23.51×10－3 L＝2.351×10－3 mol，则原溶液中的NaHCO3的物质的量n(NaHCO3)＝n总(NaHCO3)－n生成(NaHCO3)＝2.351×10－3 mol－2.245×10－3 mol＝1.06×10－4 mol，则原产品中NaHCO3的物质的量为×1.06×10－4 mol＝1.06×10－3 mol，故产品中NaHCO3的质量分数为×100%＝3.561 6%≈3.56%。(5)若该同学第一次滴定时，在其他操作均正确的情况下，俯视读数，则会使V1偏小，所以原产品中NaHCO3的物质的量会偏大，最终导致其质量分数会偏大。
答案：(1)NaHCO3　在30～35 ℃时NaHCO3的溶解度最小(意思合理即可)　(2)D　(3)甲基橙　由黄色变橙色，且半分钟内不发生变化(4)3.56%　(5)偏大
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．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
解析：选C。碳酸氢钠是小苏打，纯碱是碳酸钠，B项正确；先通入氨气至饱和，再通入二氧化碳，这样可以保证在碱性条件下生成更多的HCO，D项正确。
2．(2023·上海奉贤二模)实验室中利用侯氏制碱法制备Na2CO3和NH4Cl，流程如图。下列说法正确的是(　　 )
A．气体N、M分别为CO2和NH3 B．只有“食盐水”可以循环使用
C．为了加速过滤可用玻璃棒搅拌 D．向“母液”中通入NH3有利于析出NH4Cl并提高纯度
解析：选D。利用侯氏制碱法制备碳酸钠和氯化铵，饱和食盐水中先通入NH3、再通入CO2，此时生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠，加热碳酸氢钠生成碳酸钠、二氧化碳和水，母液中加入NaCl和NH3，有利于NH4Cl析出，过滤得到氯化铵。气体N为NH3，气体M为CO2，A错误；从流程图可知，最后碳酸氢钠分解生成的CO2、母液生成的食盐水都可以循环利用，B错误；用玻璃棒搅动漏斗里的液体，容易把滤纸弄破，起不到加速过滤的作用，C错误；向母液中通入NH3，增大溶液中NH的浓度，有利于NH4Cl析出并提高纯度，D正确。
3．(2023·广东名校联考)侯氏制碱法以NaCl、NH3、CO2为原料制取纯碱，将制碱技术发展到一个新的水平。下列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是(　　 )
解析：选D。A.实验室可利用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，上述实验装置科学合理；B.利用碳酸氢钠的溶解度较小的性质，向饱和食盐水中先后通入氨气、二氧化碳来制备碳酸氢钠晶体，装置和操作无误；C.碳酸氢钠晶体析出后，利用过滤步骤将其从混合物中分离出来，过滤操作无误；D.加热碳酸氢钠可获得纯碱，但实验室加热碳酸氢钠时试管需略向下倾斜，否则可能会有水蒸气回流到试管底部引起试管炸裂。
4．(2023·重庆育才中学期中)侯氏制碱法(联合制碱法)工艺流程可用如图表示。下列有关说法错误的是(　　 )
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”需要使用铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器
解析：选C。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正确。
5．(2023·江苏名校模拟)实验室利用下图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B中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C．一段时间后，装置C中可观察到白色晶体析出 D．装置E主要为了吸收多余的CO2
解析：选C。氨气极易溶于水，溶于水后使溶液显碱性，可以吸收更多二氧化碳，故先通入氨气再通入二氧化碳，实验时应先打开活塞b通入氨气，后打开活塞a通入二氧化碳，A错误；二氧化碳能和碳酸钠溶液反应，装置B中应盛放饱和NaHCO3溶液以除去HCl杂质，B错误；反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，故一段时间后，装置C中可观察到白色晶体析出，C正确；氨气有毒，装置E主要为了吸收多余的氨气，D错误。
6．(2023·天津南开一模)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a g混合物充分加热，质量减少b g
B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
C．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得到b g固体
D．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
解析：选D。只有碳酸氢钠加热分解，由差量法可计算碳酸氢钠的质量，然后再计算碳酸钠的质量分数，能够测出混合物中碳酸钠的质量分数，A不选；加热后b g固体为氯化钠的质量，设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y，则106x＋84y＝a，2x＋y＝，解方程计算出x、y，然后可计算出混合物中碳酸钠的质量分数，B不选；碳酸钠和碳酸氢钠均能与Ba(OH)2反应生成碳酸钡沉淀，结合B项分析，也可以计算出混合物中碳酸钠的质量分数，故C不选；a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的二氧化碳中混有水蒸气，所以质量增加的b g是两种物质的质量，故无法求出混合物中碳酸钠的质量分数，故D选。
7．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是(　　 )
A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液
B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体
C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数
D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
解析：选D。为了防止空气中的二氧化碳对实验的影响，需先通过装置A吸收空气中的二氧化碳，则装置A中的试剂为NaOH溶液，C中的试剂应能与二氧化碳反应生成沉淀，应为Ba(OH)2溶液，A错误；若B、C之间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体，对测定的纯碱纯度会有影响，B错误；盐酸易挥发，B中可能有HCl、H2O进入C中，不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量，应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数，C错误；沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质，应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量，D正确。
8．下图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置，气球Q弹性良好。
下列说法正确的是(　　 )
A．Q中反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，2O＋4H＋===2H2O＋O2↑
B．测量气体体积时应先关闭K1、K2，打开K3，反应完毕后再缓缓打开K1
C．没有导管a稀硫酸不易滴下来，而且会导致测量气体的体积偏大
D．若操作正确，量筒Ⅰ收集x mL水，量筒Ⅱ排出y mL水，则Na2O2的质量分数为
解析：选C。实验开始时先打开恒压滴液漏斗的活塞使稀硫酸与样品发生反应：2Na2O2＋4H＋===4Na＋＋2H2O＋O2↑，Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，此时关闭K1、K2，打开K3，利用排液法测得所有气体的体积即量筒Ⅰ中水的体积x mL，反应完毕后先打开K2，关闭K3保证Q灵活伸缩后打开K1，碱石灰吸收CO2后量筒Ⅱ排出的y mL水即氧气的体积。过氧化钠不能拆，其离子方程式为：2Na2O2＋4H＋===4Na＋＋2H2O＋O2↑，A错误；为保证Q灵活伸缩，量筒Ⅰ测量后，需与大气相通，打开K1前，应先打开K2，关闭K3，B错误；若没有导管a，由于气压不相通，稀硫酸不易滴落，而且滴落的稀硫酸也计为气体体积，导致测量气体的体积偏大，C正确；题中计算既未考虑气体与物质的比例关系，也未考虑物质的摩尔质量，Na2O2的质量分数为：＝，故D错误。
9．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作漂白剂和氧化剂，能有效杀灭禽流感病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量，下列说法不正确的是(　　 )
A．连接顺序为装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ
B．装置b和e中盛放的试剂相同
C．装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置c中
D．若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响)
解析：选B。稀硫酸与过碳酸钠反应生成CO2，由于空气中含有CO2，所以需要除去空气中的CO2，又因为还需要防止空气中的水蒸气进入装置c，所以连接顺序是装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ，A项正确；装置b和e中盛放的试剂分别是浓硫酸和氢氧化钠溶液，B项错误；氢氧化钙与CO2反应生成碳酸钙沉淀，因此若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2，D项正确。
10．(2023·江苏南师大附中期末)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是(　　 )
A．“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B．该工艺原子利用率为100%
C．“氯化过程”每生成1 mol C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 mol O2
D．“胺再生过程”反应为4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O
解析：选A。NaHCO3热稳定性差，加热易分解，应通过降温结晶得到NaHCO3，A错误；从工艺流程图可以看出，反应物全部转化成产物，该工艺原子利用率为100%，B正确；“氯化过程”的化学方程式为C2H4＋2CuCl2===C2H4Cl2＋2CuCl，再结合胺再生过程化学方程式4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O，可得C2H4Cl2～2CuCl～0.5O2，所以每生成1 mol C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 mol O2，C、D正确。
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(15分)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度，他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图1所示装置，仪器A的名称为________________，将m1 g混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性，具体的操作方法是
________________________________________________________________________。(4分)
(2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是
________________________________________________________________________(填一处)。(2分)
(3)第三小组在第二小组装置的基础上，解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示，则装置的连接顺序为a→____________________(填接口字母，图中仪器可重复使用)。实验中取样品m1 g，称得干燥管的质量为m2 g，样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为m3 g，则Na2CO3的纯度表达式为_______________________________________________。(6分)
(4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀，然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂，其原因是______(填字母)。(3分)
a．Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜
b．Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的，可以增大Ba(OH)2的浓度，无须加入过大体积的沉淀剂
c．相同条件下，CaCO3的溶解度明显小于BaCO3
d．吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小
解析：(3)干燥管增加的质量等于生成的CO2的质量，为(m3－m2) g，依据碳元素守恒计算，碳酸钠的纯度为×100%＝×100%。
(4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜，a项错误；相同条件下，CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大，c项错误。
答案：(1)分液漏斗　关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若活塞能回到原位，证明该装置的气密性良好
(2)CO2气体中混有水蒸气(或空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管中或装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收)　(3)fgcbdede　×100%　(4)bd
12．(15分)(2023·辽宁朝阳一中二模)我国化工专家侯德榜创立了侯氏制碱法，提高了氯化钠的利用率，利用了水煤气厂的废气氨气，具有环保、节能效果。
(1)“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的判断依据是__________。(2分)
A．碳酸氢钠难溶于水
B．碳酸氢钠受热易分解
C．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
(2)实验室里乙同学利用如图装置和现有仪器结合所学的知识，减少加热分解碳酸氢钠的步骤，用实验室剩余的NaOH溶液制备碳酸钠溶液。请回答下列问题：
①要完成制备实验，除图中的仪器外还必需的仪器是__________________。(1分)
②最后一步在试管中生成碳酸钠溶液的离子方程式为
________________________________________________________________________。(2分)
③实验准备就绪后，先打开活塞3，关闭活塞2，再打开活塞1(根据需要可开关)。一段时间后，应该____________________(填具体操作)。则Y可以是
________________________________________________________________________。(4分)
④该实验设计有不妥之处，排除混有NaOH或NaHCO3杂质外，还可能在制备的碳酸钠溶液中混有其他杂质，则该杂质及其产生的原因分别是
________________________________________________________________________。(3分)
(3)利用“双指示剂”滴定的方法测定纯碱的组成和含量。取一定量的纯碱配成溶液，用盐酸滴定纯碱溶液得到如图曲线，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合______________(用V1、V2的大小关系表示)。(3分)
解析：(1)碳酸氢钠是钠盐，易溶于水，故不选A；碳酸氢钠受热易分解，与其在溶液中首先结晶析出无关，故不选B；碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说更小一些，所以在溶液中首先结晶析出，故选C。
(2)①NaOH与足量CO2反应生成NaHCO3，NaHCO3转化为碳酸钠发生反应NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O，1NaHCO3～1NaOH，所以需要将NaOH分为两等份，除图中的仪器外还必需的仪器是量筒。②最后一步氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，反应的离子方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O。③先将足量CO2通入右侧试管中，制备NaHCO3溶液，然后再将烧瓶中的小试管里的NaOH排到右侧试管中与先生成的NaHCO3发生反应。因此操作是关闭活塞3，打开活塞2，为防止CO2溶解于烧瓶中试管内的NaOH，用油封的方法，即Y为煤油(或苯)。④图中制CO2所用的盐酸挥发，HCl未除，与NaOH易生成杂质氯化钠。
(3)若只有碳酸钠，加入V1 mL盐酸发生反应CO＋H＋===HCO，加入V1～V2 mL盐酸发生反应HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，则2V1＝V2，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合2V1答案：(1)C
(2) ①量筒　②HCO＋OH－===CO＋H2O　③关闭活塞3，打开活塞2　煤油(或苯)　④因挥发出来的HCl没有除去，易生成NaCl杂质
(3)(V2－V1)>V1(或V2>2V1)
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第10讲　侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定
【备考目标】　1.了解侯氏制碱法的原理，并能根据具体情境迁移应用。2.掌握Na2CO3含量的测定方法。
考点1　侯氏制碱法
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： 。
(2)产生Na2CO3的反应：__ 。
4．绿色思想
循环使用的物质为CO2、 。
题组练习
1．(2023·广东汕头二模)某实验小组模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，下列有关连接方式正确的是(　　 )
A.a→d→e→b→c→f→g B．a→b→c→d→e→f→g C．a→c→b→d→e→g→f D．a→f→g→c→b→d→e
2．(2023·内蒙古赤峰期末)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献，他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验。
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)。
试回答下列有关问题：
(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.另一位同学用图中戊装置(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___________________________________________。
考点2　碳酸钠含量的测定
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，准确测量出产生的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，则纯碱样品中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。
(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的质量分数为×100%＝×100%。
【拓展知识】　双指示剂滴定法(酚酞、甲基橙)
(1)Na2CO3、NaHCO3混合物
①测定原理
先以酚酞作指示剂：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3；
再以甲基橙作指示剂：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
②实验操作
a．准确称量样品m g加蒸馏水配成溶液。
b．向所得溶液中先滴入1～2滴酚酞试液，然后逐滴加入1 mol/L的稀盐酸，当溶液由红色变成浅红色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V1 mL。
c．再向溶液中滴入1～2滴甲基橙试液，然后逐滴加入1 mol/L的稀盐酸，当溶液由黄色变成橙色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V2 mL，且V2＞V1＞0。
③数据处理
样品中Na2CO3的物质的量为1 mol/L×V1×10－3 L＝V1×10－3 mol，
则样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
(2)Na2CO3、NaOH的混合物
①测定原理
先以酚酞作指示剂：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；
再以甲基橙作指示剂：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
②实验操作
a．准确称量样品m g加蒸馏水配成溶液。
b．向所得溶液中先滴入1～2滴酚酞试液，然后逐滴加入1 mol/L 的稀盐酸，当溶液由红色变成浅红色且半分钟内颜色不发生变化时，消耗盐酸的体积为V1 mL。
c．再向溶液中滴入1～2滴甲基橙试液，然后逐滴加入1 mol/L 稀盐酸，溶液由黄色变成橙色，且半分钟内颜色不发生变化时，消耗的盐酸的体积为V2 mL，且V1＞V2＞0。
③数据处理
样品中n(Na2CO3)＝NaHCO3消耗的盐酸的物质的量＝1 mol/L×V2×10－3L＝V2×10－3 mol，样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
题组练习
1．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是(　　 )
选项 实验方法 实验方案 测量数据
A 滴定法 将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定 消耗盐酸的体积
B 量气法 将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收 碱石灰增加的质量
C 重量法 将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸 减少的质量
D 量气法 将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气 排出水的体积
2．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、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(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、CO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＋＋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(Na2CO3)＝________。
高考真题
1．(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：
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，则固体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。
2．(2021·湖南高考)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.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ. 产品中NaHCO3含量的测定
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，溶液由红色变至接近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1 mL；
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V2 mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45 mL，V2平均值为23.51 mL。
已知：(ⅰ)当温度超过35 ℃时，NH4HCO3开始分解。
(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g H2O)
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0
NaHCO3 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
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________(填字母)。
(3)指示剂N为______________，描述第二滴定终点前后溶液的颜色变化：________________________________________。
(4)产品中NaHCO3的质量分数为______(保留三位有效数字)。
(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．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
2．(2023·上海奉贤二模)实验室中利用侯氏制碱法制备Na2CO3和NH4Cl，流程如图。下列说法正确的是(　　 )
A．气体N、M分别为CO2和NH3 B．只有“食盐水”可以循环使用
C．为了加速过滤可用玻璃棒搅拌 D．向“母液”中通入NH3有利于析出NH4Cl并提高纯度
3．(2023·广东名校联考)侯氏制碱法以NaCl、NH3、CO2为原料制取纯碱，将制碱技术发展到一个新的水平。下列实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱的步骤对应的装置或操作不正确的是(　　 )
4．(2023·重庆育才中学期中)侯氏制碱法(联合制碱法)工艺流程可用如图表示。下列有关说法错误的是(　　 )
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”需要使用铁坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器
5．(2023·江苏名校模拟)实验室利用下图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B中应盛放饱和Na2CO3溶液以除去HCl杂质
C．一段时间后，装置C中可观察到白色晶体析出 D．装置E主要为了吸收多余的CO2
6．(2023·天津南开一模)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a g混合物充分加热，质量减少b g
B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
C．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得到b g固体
D．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
7．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是(　　 )
A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液
B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体
C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数
D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
8．下图是为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)纯度而设计的装置，气球Q弹性良好。
下列说法正确的是(　　 )
A．Q中反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，2O＋4H＋===2H2O＋O2↑
B．测量气体体积时应先关闭K1、K2，打开K3，反应完毕后再缓缓打开K1
C．没有导管a稀硫酸不易滴下来，而且会导致测量气体的体积偏大
D．若操作正确，量筒Ⅰ收集x mL水，量筒Ⅱ排出y mL水，则Na2O2的质量分数为
9．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作漂白剂和氧化剂，能有效杀灭禽流感病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量，下列说法不正确的是(　　 )
A．连接顺序为装置Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ
B．装置b和e中盛放的试剂相同
C．装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置c中
D．若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响)
10．(2023·江苏南师大附中期末)一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是(　　 )
A．“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3
B．该工艺原子利用率为100%
C．“氯化过程”每生成1 mol C2H4Cl2，总反应中消耗0.5 mol O2
D．“胺再生过程”反应为4CuCl＋O2＋4TBA·HCl===4CuCl2＋4TBA＋2H2O
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(15分)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度，他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图1所示装置，仪器A的名称为________________，将m1 g混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性，具体的操作方法是
________________________________________________________________________。(4分)
(2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是
________________________________________________________________________(填一处)。(2分)
(3)第三小组在第二小组装置的基础上，解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示，则装置的连接顺序为a→____________________(填接口字母，图中仪器可重复使用)。实验中取样品m1 g，称得干燥管的质量为m2 g，样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为m3 g，则Na2CO3的纯度表达式为_______________________________________________。(6分)
(4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀，然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂，其原因是______(填字母)。(3分)
a．Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜
b．Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的，可以增大Ba(OH)2的浓度，无须加入过大体积的沉淀剂
c．相同条件下，CaCO3的溶解度明显小于BaCO3
d．吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小
12．(15分)(2023·辽宁朝阳一中二模)我国化工专家侯德榜创立了侯氏制碱法，提高了氯化钠的利用率，利用了水煤气厂的废气氨气，具有环保、节能效果。
(1)“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的判断依据是__________。(2分)
A．碳酸氢钠难溶于水
B．碳酸氢钠受热易分解
C．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
(2)实验室里乙同学利用如图装置和现有仪器结合所学的知识，减少加热分解碳酸氢钠的步骤，用实验室剩余的NaOH溶液制备碳酸钠溶液。请回答下列问题：
①要完成制备实验，除图中的仪器外还必需的仪器是__________________。(1分)
②最后一步在试管中生成碳酸钠溶液的离子方程式为
________________________________________________________________________。(2分)
③实验准备就绪后，先打开活塞3，关闭活塞2，再打开活塞1(根据需要可开关)。一段时间后，应该____________________(填具体操作)。则Y可以是
________________________________________________________________________。(4分)
④该实验设计有不妥之处，排除混有NaOH或NaHCO3杂质外，还可能在制备的碳酸钠溶液中混有其他杂质，则该杂质及其产生的原因分别是____________________________________________。(3分)
(3)利用“双指示剂”滴定的方法测定纯碱的组成和含量。取一定量的纯碱配成溶液，用盐酸滴定纯碱溶液得到如图曲线，若纯碱中含有的杂质为碳酸氢钠，则数据符合______________(用V1、V2的大小关系表示)。(3分)
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