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第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
一、选择题（本题包括10小题，每小题只有一个选项符合题意）
1.五彩缤纷的焰火与元素的焰色试验有关。下列说法不正确的是（　　）
A.焰色试验一定发生化学变化
B.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C.可以用焰色试验来区别NaCl和KCl
D.观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
2.下列叙述正确的是（　　）
A.Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
C.在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁
D.Li、Na、K都可以保存在煤油中
3.下列对焰色试验操作注意事项的说明中，错误的是（　　）
A.每次实验前都要用盐酸清洗铂丝并在无色火焰上烧至无色
B.若无铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替
C.观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃
D.利用焰色试验，可以鉴别所有金属元素
4.钾与钠是同主族元素，性质具有相似性，但钾比钠的金属性更强。下面是根据钠的性质对钾的性质进行的预测，其中错误的是（　　）
A.钾可以保存在煤油中
B.钾在空气中加热得到的产物比钠更复杂
C.钾可以与水剧烈反应生成氧气
D.钾能与水反应，且比钠与水反应更剧烈
5.碱金属锂和镁的性质相似，下列有关锂及其化合物的说法不正确的是（　　）
A.Li2SO4易溶于水
B.Li在氧气中加热生成Li2O2
C.Li的熔点比钠高
D.Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2
6.下列关于碱金属元素的叙述正确的是（　　）
A.碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小
B.从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
C.碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强
D.钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈
7.纯碱在食品加工、制药等方面有重要应用。实验室以碳酸氢铵（温度高于35 ℃分解）和食盐水为原料模拟纯碱的制取，流程如下：
下列说法错误的是（　　）
A.“搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下
B.NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种溶质中，NaHCO3的溶解度最低
C.“洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D.利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为“酚酞”，第2指示剂为“甲基橙”
8.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
9.下列测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中NaHCO3质量分数的实验方案，合理的是（　　）
①取m g混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得n g固体
②取m g混合物充分加热，减重n g
③取m g混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重n g
④取m g混合物与过量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得n g固体
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
10.（2024·兰州模拟）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
二、非选择题（本题包括2小题）
11.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱的方法，其生产流程可简要表示如下：
（1）副产品的一种用途为　　　　　　　。
（2）沉淀池中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。
（3）上述流程中X物质的分子式为　　　　　　　。
（4）使原料氯化钠的利用率从70％提高到90％以上，主要是设计了　　　　（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是　　　　。
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加　　　　　　　　　　　　　。
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有　　　　（填字母）。
a.增大N的浓度，使NH4Cl更多地析出
b.使NaHCO3更多地析出
c.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
12.侯德榜发明了“联合制碱法”，以氯化钠为原料制备碳酸钠时产品中往往含有少量碳酸氢钠、氯化钠等，产品中NaHCO3含量测定过程如下：
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，且半分钟不恢复红色（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，V2平均值为23.51。
回答下列问题：
（1）指示剂M为　　　　；指示剂N为　　　　，描述第二滴定终点前后颜色变化：　　　　　　　。
（2）上述测量步骤③过程中，某时刻，滴入盐酸使溶液显中性，则此时溶液中的溶质为　　　　　　　　　　。
（3）产品中NaHCO3的质量分数为　　　　（结果保留3位有效数字）。
（4）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”）。
第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
1.A　焰色试验是物理变化，A错误；Na与NaCl都含有钠元素，在灼烧时火焰颜色都呈黄色，B正确；Na、K的焰色不同，可以用焰色试验来区别NaCl和KCl，C正确；透过蓝色的钴玻璃可滤去黄光，避免干扰，观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃，D正确。
2.C　A项，Li在空气中燃烧只生成Li2O，错误；B项，碱金属元素是指第ⅠA族除氢外的金属元素，错误；D项，Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，错误。
3.D　A项，该操作是为了除去铂丝上的金属杂质，正确；B项，铂丝、铁丝在灼烧时的火焰都为无色，可以作为焰色试验的物质载体，正确；C项，透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色可滤去钠产生的黄色火焰，正确；D项，有些金属在火焰上灼烧时无特征颜色，如铂、铁，错误。
4.C　由于钾比钠的金属性更强，根据2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑可知钾可以与水剧烈反应生成氢气而不是氧气，C错误。
5.B　碱金属锂和镁的性质相似，MgSO4易溶于水，Li2SO4也易溶于水，A正确；Mg在O2中加热生成MgO，Li在O2中加热生成Li2O，B错误；碱金属随着原子序数的递增，熔点逐渐降低，Li的熔点比钠高，C正确；MgCO3受热可分解生成MgO和CO2，Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2，D正确。
6.D　碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，但钠的密度大于钾，A错误；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性从上到下逐渐增强，B错误；碱金属元素从上到下，随着原子序数的递增，阳离子的氧化性逐渐减弱，C错误；铷、铯的金属性比钾强，则铷、铯与氧气或水反应比钾更剧烈，D正确。
7.C　“搅拌、加热”操作，由于温度高于35 ℃碳酸氢铵会分解，所以加热温度要控制在35 ℃以下，应采用水浴加热，A正确；晶体A为碳酸氢钠，由复分解反应的条件可知，碳酸氢钠溶解度最低，B正确；洗涤、抽滤操作中，用到的主要仪器是布氏漏斗和抽滤瓶，不需要普通漏斗，C错误；利用“双指示剂法”测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，发生反应①Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，②NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，则两个指示剂分别为酚酞和甲基橙，D正确。
8.A　用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应，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，B项错误；因盐酸的质量未知，且CO2挥发带出水蒸气，不能通过重量法测量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。
9.C　①氢氧化钠过量，在加热、蒸干、灼烧过程中可生成Na2CO3，则NaHCO3分解的质量不确定，错误；②碳酸氢钠不稳定，加热分解，利用固体差量法即可计算出固体中碳酸氢钠的质量，正确；③碱石灰吸收二氧化碳和水，CO2中混有水蒸气，影响计算，故应先把水蒸气排除才合理，错误；④n g固体为碳酸钡，假设碳酸氢钠、碳酸钠分别为x mol、y mol，可根据碳元素守恒，分别列出84x＋106y＝m、197（x＋y）＝n，求出碳酸钠和碳酸氢钠的质量，进而可确定碳酸氢钠的质量分数。
10.D　试剂a为盐酸，试剂b为CaCO3，用于制取CO2，试剂c为饱和NaHCO3溶液，用于除去CO2中的HCl；然后将CO2通入氨化的饱和食盐水中，反应生成NaHCO3，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸。向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误；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，可用蒸馏水稀硫酸吸收，B项错误；CO2在水中溶解度小，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，通入NH3产生碱性环境，增大CO2的溶解度，再打开活塞Ⅱ，通入CO2，C项错误；反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低NaHCO3的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，D项正确。
11.（1）制作化肥（其他合理的答案亦可）　（2）NH3＋CO2＋H2O＋NaClNaHCO3↓＋NH4Cl　（3）CO2　（4）Ⅰ　过滤　（5）硝酸酸化的硝酸银溶液　（6）ac
12.（1）酚酞　甲基橙　由黄色变橙色，且半分钟内不变色　（2）NaCl、NaHCO3、H2CO3
（3）3.56％　（4）偏大
解析：（1）第一滴定终点为恰好生成NaHCO3，溶液呈碱性，应选用酚酞作指示剂；第二滴定终点为HCl与碳酸氢钠恰好完全反应，溶液呈酸性，应选用甲基橙作指示剂。（2）步骤③中，某时刻滴加盐酸使溶液呈中性，因碳酸氢钠与HCl反应生成的CO2溶于水生成H2CO3，使溶液显酸性，溶液呈中性说明其中还有NaHCO3未反应完。（3）第一次滴定发生反应：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，消耗盐酸V1 mL，平均值为22.45 mL，第二滴定发生反应：NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO3↑，消耗盐酸V2 mL，平均值为23.51 mL，原碳酸钠转化的碳酸氢钠，还要再消耗盐酸的体积为V1 mL，则原溶液中含有的NaHCO3所消耗的盐酸体积为V2 mL－V1 mL＝1.06 mL，产品中NaHCO3的质量分数为×100％＝×100％≈3.56％。（4）第一次滴定终点时，俯视读数，导致V1偏小，则V2－V1偏大，导致NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
3 / 3第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
课标要求
1.了解侯氏制碱法的原理；2.掌握Na2CO3含量的测定方法；3.了解碱金属的通性与特性及元素的焰色试验。
考点一　侯氏制碱法和碳酸钠含量的测定
（一）侯氏制碱法
1.原料
食盐、氨气、水和二氧化碳[即合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，相关反应为C＋H2O（g）CO＋H2，CO＋H2O（g）CO2＋H2]。
2.反应原理
（1）产生NaHCO3的反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）产生Na2CO3的反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.工艺流程
4.绿色思想
循环使用的物质为　　　　　　　、　　　　　　　　。
（二）测定碳酸钠质量分数的方法
1.热重法（Na2CO3、NaHCO3混合物）
加热样品固体混合物至恒重，称量加热前后固体的质量m1、m2，Δm＝m1－m2，Δm即为NaHCO3受热分解释放的CO2、H2O的质量和，继而计算NaHCO3、Na2CO3的质量。
2.气体法（假设杂质为NaCl）
（1）测定原理：Na2CO3＋H2SO4Na2SO4＋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的质量分数为　　　　　　　。
3.沉淀法（假设杂质为NaCl）
（1）测定原理：Na2CO3＋BaCl2BaCO3↓＋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的质量分数为　　　　　　　。
4.双指示剂滴定法（以Na2CO3、NaHCO3混合物为例）
（1）在混合物的试液中先加入酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用盐酸标准溶液滴定至溶液刚好褪色，这是第一滴定终点。Na2CO3被滴定成NaHCO3。滴定反应为Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3，设在第一滴定终点时消耗的盐酸标准溶液的体积为V1（mL）。
（2）再加入甲基橙指示剂，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色即为终点。此时NaHCO3被滴定成H2CO3，反应的化学方程式为NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，设此阶段消耗盐酸标准溶液的体积为V2（mL）。
（3）根据V1和V2可以计算出混合物样品中Na2CO3、NaHCO3两种物质的含量。
一 侯氏制碱法
1.（2024·扬州模拟）侯氏制碱法原理为NaCl＋NH3＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。下列有关模拟侯氏制碱法的实验原理和装置能达到实验目的的是（　　）
A 制取NH3
B 制取NaHCO3
C 分离NaHCO3
D 制取Na2CO3
2.（2024·青岛期中）侯氏制碱法（联合制碱法）工艺流程可用下图表示。下列说法错误的是（　　）
A.侯氏制碱法利用了NaHCO3溶解度较小的性质
B.两步“吸氨”的目的和作用不同
C.“盐析”是通过增大Na＋浓度析出物质X
D.CO2和NaCl都得到了循环利用
二 碳酸氢钠质量分数的测定
3.（2024·承德模拟）某兴趣小组同学制定如下三个方案对含有NaCl杂质的碳酸氢钠的含量进行测定。
方案一：用如图装置测定样品与足量稀硫酸反应生成CO2的体积。
（1）为了减小实验误差，量气管中液体M的选择原则是　　　　　　　　　　　　　。
（2）若实验测得样品中小苏打含量低于样品实际含量，可能的原因是　　　　（填字母）。
A.CO2气体中含有水蒸气
B.测定气体体积时未冷却至室温
C.Y形管中留有反应生成的气体
D.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
方案二：测定上述样品中碳酸氢钠的质量分数还可通过如图装置进行测定。
（3）实验需使用的定量仪器是　　　　；写出涉及的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　。
方案三：通过以下流程测定样品中NaHCO3的含量。
（4）操作Ⅰ的名称为　　　　 　，根据以上实验过程，含有氯化钠的碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为　　　　 　。（样品质量为m1 g，恒重后固体质量为m2 g）
考点二　碱金属元素　焰色试验
1.碱金属元素性质的相似性和递变性
碱金属包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr。
（1）物理性质
相似性 除Cs外均为银白色，有光泽，密度较小，熔、沸点较低，较软等
递变性 密度（Li→Cs）：增大的趋势，但ρ（Na）＞ρ（K）；熔、沸点：逐渐　　
（2）化学性质
元素性质 都是活泼的金属元素，但由Li→Cs（Fr为放射性元素）金属性增强
与非金属反应 Li、Na与O2加热时分别反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　、2Na＋O2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的氧化物
与H2O 的反应 碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应的化学方程式可表示为（用M代表碱金属）　　　　　　　　　　　　　　　，但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐增强，生成碱的碱性逐渐增强
（3）特殊性
①碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡油中。
②试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢元素以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
2.焰色试验
（1）焰色试验：某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于　　　　变化。
（2）操作流程
（3）常见金属元素的焰色
金属元素 钠 钾（透过蓝色钴玻璃） 钙 钡 铜
焰色 　　色 　　色 　　色 黄绿色 　　色
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点依次减小，密度依次增大。（　　）
（2）用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋。（　　）
（3）碱金属元素Li、Na、K都可以保存在煤油中。（　　）
（4）Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2。（　　）
（5）碱性：KOH＞NaOH＞LiOH。（　　）
（6）常温下，Rb、Cs露置于空气中不易变质。（　　）
1.（2024·淮北模拟）下列关于金属铯的有关叙述中正确的是（　　）
A.与水反应比钠更剧烈，生成比NaOH更强的碱
B.金属铯可以从CuSO4溶液中将金属铜置换出来
C.Cs在空气中燃烧时，只生成化学式为Cs2O的氧化物
D.Cs略带金色，其熔、沸点比金属钠高
2.（2024·郑州高三期中）多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，在化学上称为焰色试验。某化学课外兴趣小组用铂丝进行焰色试验，判断某种元素的存在。下列有关说法中正确的是（　　）
A.某溶液火焰颜色为黄色，则该溶液一定为钠盐溶液，可能含有钾离子
B.使用含铁、钾、钙等金属元素的化合物均可使焰火呈现出不同的颜色
C.火焰颜色与电子跃迁有关，元素Na、K在焰色试验时所呈现焰色的波长，其中Na的较长
D.该实验中使用的铂丝可以用玻璃棒代替
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·吉林高考）金属钾着火，用湿抹布盖灭。（　　）
（2）（2024·河北高考）1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA。（　　）
（3）（2024·安徽高考）用焰色试验鉴别氯化钠和氯化钾。（　　）
（4）（2024·江苏高考）纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3。（　　）
（5）（2023·海南高考）NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关。（　　）
（6）（2023·湖北高考）Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强。（　　）
（7）（2022·湖南高考）利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱没有涉及化学变化。（　　）
（8）（2022·海南高考）钾能置换出NaCl溶液中的钠。（　　）
（9）（2021·河北高考）锂在空气中燃烧的产物是Li2O2。（　　）
2.（2021·河北高考14题节选）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）。
（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：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。
3.（2021·湖南高考15题）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，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，V2平均值为23.51。
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”）。
第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
（一）2.（1）NH3＋NaCl＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl　（2）2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　4.CO2　饱和食盐水
（二）2.（3）×100％＝％　3.（3）×100％＝×100％
关键能力突破
1.C　直接加热氯化铵固体不能制得NH3，A错误；制备NaHCO3时，应将CO2通入溶有NH3的饱和食盐水中，B错误；从溶液中分离NaHCO3固体时，应用过滤的方法分离，C正确；NaHCO3受热分解制备Na2CO3时，应在坩埚中加热，不能在烧杯中，D错误。
2.C　饱和食盐水中先通入NH3，使溶液呈碱性，再通入CO2，使溶液吸收CO2，生成溶解度较小的NaHCO3，过滤后煅烧可生成Na2CO3，过滤后所得母液经降温并加入大量NaCl，溶液中c（Cl－）变大可析出晶体NH4Cl。侯氏制碱法利用了NaHCO3溶解度较小的性质，A正确；饱和食盐水吸氨是为了使溶液呈碱性，以吸收更多的CO2气体，而母液1主要是NH4Cl溶液，吸氨时NH3与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O浓度增大会抑制N的水解，B正确；“盐析”是通过增大c（Cl－）降低NH4Cl溶解度使其析出，C错误；在整个制碱过程中，CO2和NaCl都得到了循环利用，D正确。
3.（1）CO2在M中不溶解也不与M反应　（2）D　（3）托盘天平　2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　（4）冷却　
×100％
解析：（1）为了减小实验结果，量气管中液体M的选择原则是CO2在M中不溶解也不与M反应。（2）CO2气体中含有水蒸气，导致CO2体积读数偏大，实验结果偏大，A不符合题意；测定气体体积时未冷却至室温，气体体积膨胀，导致CO2体积读数偏大，实验结果偏大，B不符合题意；Y形管中留有反应生成的气体，不会影响CO2体积读数，实验不会产生误差，C不符合题意；测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面，导致CO2气体体积被压缩，读数偏小，实验结果偏小，D符合题意。（3）2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，通过称量反应前后固体的质量变化差来计算碳酸氢钠的含量，故需托盘天平。（4）蒸发结晶得到氯化钠晶体，冷却后称量得到氯化钠的质量，故操作Ⅰ的名称为冷却；NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，则每84 g碳酸氢钠参与反应生成58.5 g氯化钠，固体减小质量为25.5 g，根据以上实验过程，样品中碳酸氢钠的质量为×84 g，质量分数可表示为×100％＝×100％。
考点二
必备知识夯实
1.（1）减小　（2）4Li＋O22Li2O　2M＋2H2O2MOH＋H2↑　2.（1）物理　（3）黄　紫　砖红　绿
易错辨析
（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×
关键能力突破
1.A　铯比钠活泼，其与水反应比钠剧烈，生成比NaOH更强的碱，A正确；金属铯与盐溶液反应先与水反应，与CuSO4的溶液反应不能将金属铜置换出来，B错误；Cs在空气中燃烧时，可以生成氧化铯、过氧化铯等氧化物，C错误；碱金属元素从上到下单质熔点依次减弱，铯熔点低于钠，D错误。
2.C　钠元素的焰色为黄色，该溶液为钠盐溶液或NaOH溶液，A错误；铁元素在灼烧时不会呈现出焰色，B错误；钠元素的焰色为黄色，透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色是紫色，其中黄色的波长比紫色的长，C正确；玻璃中含有Na元素，干扰焰色试验，铁的焰色几乎为无色，所以焰色试验中使用的铂丝也可以用无锈的细铁丝代替，D错误。
【真题·体验品悟】
1.（1）×　（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×
（8）×　（9）×
2.（1）aefbcg　（2）增大反应物的接触面积，使反应更充分
（3）CO2＋NH3＋NaCl＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl
（4）降温结晶　过滤　
解析：（1）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aefbcg。（2）雾化装置可以增大反应物的接触面积，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＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。（4）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。
3.（1）NaHCO3　30～35 ℃，NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度　（2）D　（3）甲基橙　溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色　（4）3.56％　（5）偏大
解析：（1）根据相关盐在不同温度下的溶解度可知，30～35 ℃，NaHCO3的溶解度明显小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度，因此NaHCO3在步骤Ⅰ中结晶析出。（2）300 ℃给固体加热选用的仪器应为坩埚。（3）本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法，第一滴定过程以酚酞为指示剂，Na2CO3转化为NaHCO3，第二滴定过程以甲基橙为指示剂，NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O，所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。（4）由（3）的分析过程可知，25.00 mL 待测液中所含NaHCO3的物质的量为0.100 0 mol·L－1×（V2－V1）×10－3 L，则2.500 g产品中所含NaHCO3的质量为84 g·mol－1××0.100 0 mol·L－1×（23.51－22.45）×10－3 L≈0.089 g，则产品中NaHCO3的质量分数＝×100％≈3.56％。（5）第一次滴定终点时，俯视读数，导致测得的V1偏小，NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
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第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
高中总复习·化学
课标要求
1. 了解侯氏制碱法的原理。
2. 掌握Na2CO3含量的测定方法。
3. 了解碱金属的通性与特性及元素的焰色试验。
考点·全面突破
01
真题·体验品悟
03
课时·跟踪检测
04
考点·全面突破
锁定要点，聚焦应用
考点一　侯氏制碱法和碳酸钠含量的测定
（一）侯氏制碱法
1. 原料
食盐、氨气、水和二氧化碳[即合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，相
关反应为C＋H2O（g） CO＋H2，CO＋H2O（g） CO2＋H2]。
2. 反应原理
（1）产生NaHCO3的反应：
。
（2）产生Na2CO3的反应： 。
NH3＋NaCl＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋
NH4Cl　
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　
3. 工艺流程
4. 绿色思想
循环使用的物质为 、 。
CO2　
饱和食盐水　
（二）测定碳酸钠质量分数的方法
1. 热重法（Na2CO3、NaHCO3混合物）
加热样品固体混合物至恒重，称量加热前后固体的质量m1、m2，Δm＝m1
－m2，Δm即为NaHCO3受热分解释放的CO2、H2O的质量和，继而计算
NaHCO3、Na2CO3的质量。
2. 气体法（假设杂质为NaCl）
（1）测定原理：Na2CO3＋H2SO4Na2SO4＋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的质量分数为 。
×100％＝
3. 沉淀法（假设杂质为NaCl）
（1）测定原理：Na2CO3＋BaCl2BaCO3↓＋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的质量分数为
。
×100％＝
×100％　
4. 双指示剂滴定法（以Na2CO3、NaHCO3混合物为例）
（1）在混合物的试液中先加入酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用盐酸标
准溶液滴定至溶液刚好褪色，这是第一滴定终点。Na2CO3被滴定成
NaHCO3。滴定反应为Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3，设在第一滴定终
点时消耗的盐酸标准溶液的体积为V1（mL）。
（2）再加入甲基橙指示剂，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为
橙色即为终点。此时NaHCO3被滴定成H2CO3，反应的化学方程式为
NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，设此阶段消耗盐酸标准溶液的体积
为V2（mL）。
（3）根据V1和V2可以计算出混合物样品中Na2CO3、NaHCO3两种物质
的含量。
一 侯氏制碱法
1. （2024·扬州模拟）侯氏制碱法原理为NaCl＋NH3＋CO2＋
H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。下列有关模拟侯氏制碱法的实验原理和装置
能达到实验目的的是（　　）
A 制取NH3
B 制取NaHCO3
C 分离NaHCO3
D 制取Na2CO3
√
解析： 　直接加热氯化铵固体不能制得NH3，A错误；制备NaHCO3时，
应将CO2通入溶有NH3的饱和食盐水中，B错误；从溶液中分离NaHCO3固
体时，应用过滤的方法分离，C正确；NaHCO3受热分解制备Na2CO3时，
应在坩埚中加热，不能在烧杯中，D错误。
2. （2024·青岛期中）侯氏制碱法（联合制碱法）工艺流程可用如图表
示。下列说法错误的是（　　）
A. 侯氏制碱法利用了NaHCO3溶解度较小的性质
B. 两步“吸氨”的目的和作用不同
C. “盐析”是通过增大Na＋浓度析出物质X
D. CO2和NaCl都得到了循环利用
√
解析： 　饱和食盐水中先通入NH3，使溶液呈碱性，再通入CO2，使
溶液吸收CO2，生成溶解度较小的NaHCO3，过滤后煅烧可生成
Na2CO3，过滤后所得母液经降温并加入大量NaCl，溶液中c（Cl－）变
大可析出晶体NH4Cl。侯氏制碱法利用了NaHCO3溶解度较小的性质，
A正确；饱和食盐水吸氨是为了使溶液呈碱性，以吸收更多的CO2气
体，而母液1主要是NH4Cl溶液，吸氨时NH3与水反应生成NH3·H2O，
NH3·H2O浓度增大会抑制N的水解，B正确；“盐析”是通过增大c
（Cl－）降低NH4Cl溶解度使其析出，C错误；在整个制碱过程中，
CO2和NaCl都得到了循环利用，D正确。
二 碳酸氢钠质量分数的测定
3. （2024·承德模拟）某兴趣小组同学制定如下三个方案对含有NaCl杂质
的碳酸氢钠的含量进行测定。
方案一：用如图装置测定样品与足量稀硫酸反应生成CO2的体积。
（1）为了减小实验误差，量气管中液体M的选择原则是
。
解析： 为了减小实验结果，量气管中液体M的选择原则是CO2在M中
不溶解也不与M反应。
CO2在M中不溶
解也不与M反应　
（2）若实验测得样品中小苏打含量低于样品实际含量，可能的原因
是 （填字母）。
A. CO2气体中含有水蒸气
B. 测定气体体积时未冷却至室温
C. Y形管中留有反应生成的气体
D. 测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
方案二：测定上述样品中碳酸氢钠的质量分数还可通过如图装置进行
测定。
D　
解析： CO2气体中含有水蒸气，导致CO2体积读数偏大，实验结果偏
大，A不符合题意；测定气体体积时未冷却至室温，气体体积膨胀，导致
CO2体积读数偏大，实验结果偏大，B不符合题意；Y形管中留有反应生成
的气体，不会影响CO2体积读数，实验不会产生误差，C不符合题意；测定
气体体积时水准管的液面高于量气管的液面，导致CO2气体体积被压缩，
读数偏小，实验结果偏小，D符合题意。
（3）实验需使用的定量仪器是 ；写出涉及
的化学方程式 。
方案三：通过以下流程测定样品中NaHCO3的含量。
托盘天平　
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　
解析： 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，通过称量反应前后固体的
质量变化差来计算碳酸氢钠的含量，故需托盘天平。
（4）操作Ⅰ的名称为 ，根据以上实验过程，含有氯化钠的碳酸
氢钠样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为 。（样
品质量为m1 g，恒重后固体质量为m2 g）
冷却　
×100％　
解析： 蒸发结晶得到氯化钠晶体，冷却后称量得到氯化钠的质量，
故操作Ⅰ的名称为冷却；NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，则每84 g碳
酸氢钠参与反应生成58.5 g氯化钠，固体减小质量为25.5 g，根据以上实
验过程，样品中碳酸氢钠的质量为×84 g，质量分数可表示为
×100％＝×100％。
考点二　碱金属元素　焰色试验
1. 碱金属元素性质的相似性和递变性
碱金属包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr。
（1）物理性质
相似性 除Cs外均为银白色，有光泽，密度较小，熔、沸点较低，
较软等
递变性 密度（Li→Cs）：增大的趋势，但ρ（Na）＞ρ（K）；
熔、沸点：逐渐
减小　
（2）化学性质
元素性质 都是活泼的金属元素，但由Li→Cs（Fr为放射性元素）金
属性增强
与非金 属反应 Li、Na与O2加热时分别反应的化学方程式：
O22Li2O　、2Na＋O2Na2O2。K、Rb、Cs与O2反应
生成比过氧化物结构更复杂的氧化物
与H2O 的反应 碱金属单质与水均能发生反应，生成氢氧化物和H2。反应
的化学方程式可表示为（用M代表碱金属）
，但从Li→Cs反应的剧烈程度逐渐
增强，生成碱的碱性逐渐增强
4Li＋
O22Li2O　
2M＋
2H2O2MOH＋H2↑　
（3）特殊性
①碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保
存在石蜡油中。
②试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。
③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢元素以
H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
2. 焰色试验
（1）焰色试验：某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特
征颜色，属于 变化。
（2）操作流程
物理　
（3）常见金属元素的焰色
金属元素 钠 钾（透过
蓝色钴玻
璃） 钙 钡 铜
焰色 色 色
色 黄绿色 色
黄　
紫　
砖红　
绿　
　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点依次减小，密度依次增大。
（　×　）
（2）用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na
＋。 （　√　）
（3）碱金属元素Li、Na、K都可以保存在煤油中。 （　×　）
（4）Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2。 （　×　）
（5）碱性：KOH＞NaOH＞LiOH。 （　√　）
（6）常温下，Rb、Cs露置于空气中不易变质。 （　×　）
×
√
×
×
√
×
1. （2024·淮北模拟）下列关于金属铯的有关叙述中正确的是（　　）
A. 与水反应比钠更剧烈，生成比NaOH更强的碱
B. 金属铯可以从CuSO4溶液中将金属铜置换出来
C. Cs在空气中燃烧时，只生成化学式为Cs2O的氧化物
D. Cs略带金色，其熔、沸点比金属钠高
√
解析： 　铯比钠活泼，其与水反应比钠剧烈，生成比NaOH更强的碱，A
正确；金属铯与盐溶液反应先与水反应，与CuSO4的溶液反应不能将金属
铜置换出来，B错误；Cs在空气中燃烧时，可以生成氧化铯、过氧化铯等
氧化物，C错误；碱金属元素从上到下单质熔点依次减弱，铯熔点低于
钠，D错误。
2. （2024·郑州高三期中）多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特
殊的颜色，在化学上称为焰色试验。某化学课外兴趣小组用铂丝进行焰色
试验，判断某种元素的存在。下列有关说法中正确的是（　　）
A. 某溶液火焰颜色为黄色，则该溶液一定为钠盐溶液，可能含有钾离子
B. 使用含铁、钾、钙等金属元素的化合物均可使焰火呈现出不同的颜色
C. 火焰颜色与电子跃迁有关，元素Na、K在焰色试验时所呈现焰色的波
长，其中Na的较长
D. 该实验中使用的铂丝可以用玻璃棒代替
√
解析： 　钠元素的焰色为黄色，该溶液为钠盐溶液或NaOH溶液，A错
误；铁元素在灼烧时不会呈现出焰色，B错误；钠元素的焰色为黄色，透
过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色是紫色，其中黄色的波长比紫色的长，C
正确；玻璃中含有Na元素，干扰焰色试验，铁的焰色几乎为无色，所以焰
色试验中使用的铂丝也可以用无锈的细铁丝代替，D错误。
真题·体验品悟
感悟高考，明确方向
1. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·吉林高考）金属钾着火，用湿抹布盖灭。 （　×　）
（2）（2024·河北高考）1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA。 （　×　）
（3）（2024·安徽高考）用焰色试验鉴别氯化钠和氯化钾。 （　√　）
（4）（2024·江苏高考）纯碱工业：NaCl溶液 NaHCO3Na2CO3。
（　×　）
（5）（2023·海南高考）NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关。
（　×　）
×
×
√
×
×
（6）（2023·湖北高考）Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增
强。 （　√　）
（7）（2022·湖南高考）利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱没有涉及化学
变化。 （　×　）
（8）（2022·海南高考）钾能置换出NaCl溶液中的钠。 （　×　）
（9）（2021·河北高考）锂在空气中燃烧的产物是Li2O2。 （　×　）
√
×
×
×
2. （2021·河北高考14题节选）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）。
aefbcg　
解析： 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aefbcg。
（2）B中使用雾化装置的优点是
。
解析： 雾化装置可以增大反应物的接触面积，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＋
H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。
增大反应物的接触面积，使反应更充
分
CO2＋NH3＋NaCl＋
H2ONaHCO3↓＋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：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　
解析： 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。
3. （2021·湖南高考15题）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，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
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，V2平均值为23.51。
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
；
解析： 根据相关盐在不同温度下的溶解度可知，30～35 ℃，NaHCO3
的溶解度明显小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度，因此NaHCO3在步
骤Ⅰ中结晶析出。
NaHCO3　
30～35 ℃，NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解
度
解析： 300 ℃给固体加热选用的仪器应为坩埚。
（2）步骤Ⅰ中“300 ℃加热”所选用的仪器是 （填标号）；
D　
（3）指示剂N为 ，描述第二滴定终点前后颜色变化
；
解析： 本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法，第一滴定
过程以酚酞为指示剂，Na2CO3转化为NaHCO3，第二滴定过程以甲基橙为
指示剂，NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O，所以第二滴定终点前后溶液由
黄色变为橙色，且半分钟内不变色。
甲基橙　
溶液由黄
色变为橙色，且半分钟内不变色
（4）产品中NaHCO3的质量分数为 （保留三位有效数字）；
解析： 由（3）的分析过程可知，25.00 mL 待测液中所含NaHCO3的
物质的量为0.100 0 mol·L－1×（V2－V1）×10－3 L，则2.500 g产品中所含
NaHCO3的质量为84 g·mol－1××0.100 0 mol·L－1×（23.51－
22.45）×10－3 L≈0.089 g，则产品中NaHCO3的质量分数＝×100％
≈3.56％。
3.56％　
（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： 第一次滴定终点时，俯视读数，导致测得的V1偏小，NaHCO3
质量分数的计算结果偏大。
偏大　
课时·跟踪检测
培优集训，提升素养
一、选择题（本题包括10小题，每小题只有一个选项符合题意）
1. 五彩缤纷的焰火与元素的焰色试验有关。下列说法不正确的是（　　）
A. 焰色试验一定发生化学变化
B. Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C. 可以用焰色试验来区别NaCl和KCl
D. 观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
解析： 　焰色试验是物理变化，A错误；Na与NaCl都含有钠元素，在灼
烧时火焰颜色都呈黄色，B正确；Na、K的焰色不同，可以用焰色试验来
区别NaCl和KCl，C正确；透过蓝色的钴玻璃可滤去黄光，避免干扰，观察
K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 下列叙述正确的是（　　）
A. Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B. 碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
C. 在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁
D. Li、Na、K都可以保存在煤油中
解析： A项，Li在空气中燃烧只生成Li2O，错误；B项，碱金属元素是
指第ⅠA族除氢外的金属元素，错误；D项，Li的密度比煤油小，不能保存
在煤油中，错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. 下列对焰色试验操作注意事项的说明中，错误的是（　　）
A. 每次实验前都要用盐酸清洗铂丝并在无色火焰上烧至无色
B. 若无铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替
C. 观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃
D. 利用焰色试验，可以鉴别所有金属元素
解析： 　A项，该操作是为了除去铂丝上的金属杂质，正确；B项，铂
丝、铁丝在灼烧时的火焰都为无色，可以作为焰色试验的物质载体，正
确；C项，透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色可滤去钠产生的黄色火焰，正
确；D项，有些金属在火焰上灼烧时无特征颜色，如铂、铁，错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. 钾与钠是同主族元素，性质具有相似性，但钾比钠的金属性更强。下面
是根据钠的性质对钾的性质进行的预测，其中错误的是（　　）
A. 钾可以保存在煤油中
B. 钾在空气中加热得到的产物比钠更复杂
C. 钾可以与水剧烈反应生成氧气
D. 钾能与水反应，且比钠与水反应更剧烈
解析： 　由于钾比钠的金属性更强，根据2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑可
知钾可以与水剧烈反应生成氢气而不是氧气，C错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 碱金属锂和镁的性质相似，下列有关锂及其化合物的说法不正确的是
（　　）
A. Li2SO4易溶于水
B. Li在氧气中加热生成Li2O2
C. Li的熔点比钠高
D. Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析： 　碱金属锂和镁的性质相似，MgSO4易溶于水，Li2SO4也易溶于
水，A正确；Mg在O2中加热生成MgO，Li在O2中加热生成Li2O，B错误；
碱金属随着原子序数的递增，熔点逐渐降低，Li的熔点比钠高，C正确；
MgCO3受热可分解生成MgO和CO2，Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2，D
正确。
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6. 下列关于碱金属元素的叙述正确的是（　　）
A. 碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小
B. 从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
C. 碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强
D. 钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈
解析： 　碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，但钠的密度大于
钾，A错误；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应
水化物的碱性从上到下逐渐增强，B错误；碱金属元素从上到下，随着原
子序数的递增，阳离子的氧化性逐渐减弱，C错误；铷、铯的金属性比钾
强，则铷、铯与氧气或水反应比钾更剧烈，D正确。
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7. 纯碱在食品加工、制药等方面有重要应用。实验室以碳酸氢铵（温度高
于35 ℃分解）和食盐水为原料模拟纯碱的制取，流程如下：
下列说法错误的是（　　）
A. “搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下
B. NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种溶质中，NaHCO3的溶解度最
低
C. “洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D. 利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为
“酚酞”，第2指示剂为“甲基橙”
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解析： 　“搅拌、加热”操作，由于温度高于35 ℃碳酸氢铵会分解，所
以加热温度要控制在35 ℃以下，应采用水浴加热，A正确；晶体A为碳酸
氢钠，由复分解反应的条件可知，碳酸氢钠溶解度最低，B正确；洗涤、
抽滤操作中，用到的主要仪器是布氏漏斗和抽滤瓶，不需要普通漏斗，C
错误；利用“双指示剂法”测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，发生反应①
Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，②NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋
H2O，则两个指示剂分别为酚酞和甲基橙，D正确。
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8. 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
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解析： 　用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应，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，B项错误；因盐
酸的质量未知，且CO2挥发带出水蒸气，不能通过重量法测量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。
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9. 下列测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中NaHCO3质量分数的实验方
案，合理的是（　　）
①取m g混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得n g
固体
②取m g混合物充分加热，减重n g
③取m g混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重n g
④取m g混合物与过量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得n
g固体
A. ①② B. ②③
C. ②④ D. ③④
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解析： 　①氢氧化钠过量，在加热、蒸干、灼烧过程中可生成Na2CO3，
则NaHCO3分解的质量不确定，错误；②碳酸氢钠不稳定，加热分解，利
用固体差量法即可计算出固体中碳酸氢钠的质量，正确；③碱石灰吸收二
氧化碳和水，CO2中混有水蒸气，影响计算，故应先把水蒸气排除才合
理，错误；④n g固体为碳酸钡，假设碳酸氢钠、碳酸钠分别为x mol、y
mol，可根据碳元素守恒，分别列出84x＋106y＝m、197（x＋y）＝n，求
出碳酸钠和碳酸氢钠的质量，进而可确定碳酸氢钠的质量分数。
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10. （2024·兰州模拟）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
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解析： 　试剂a为盐酸，试剂b为CaCO3，用于制取CO2，试剂c为饱和
NaHCO3溶液，用于除去CO2中的HCl；然后将CO2通入氨化的饱和食盐水
中，反应生成NaHCO3，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒
吸。向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误；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，可用蒸馏水稀硫酸吸收，B项错误；CO2
在水中溶解度小，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，通入NH3产生碱性环境，
增大CO2的溶解度，再打开活塞Ⅱ，通入CO2，C项错误；反应结束后将锥
形瓶放入冰水浴中可以降低NaHCO3的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，
D项正确。
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二、非选择题（本题包括2小题）
11. 我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，探索出了一种生产纯碱
的方法，其生产流程可简要表示如下：
（1）副产品的一种用途为 。
（2）沉淀池中发生反应的化学方程式是
。
制作化肥（其他合理的答案亦可）
NH3＋CO2＋H2O＋
NaClNaHCO3↓＋NH4Cl
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（3）上述流程中X物质的分子式为 。
（4）使原料氯化钠的利用率从70％提高到90％以上，主要是设计了
（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是
。
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再
滴加 。
CO2
Ⅰ　
过
滤　
硝酸酸化的硝酸银溶液
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（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的
作用有 （填字母）。
a.增大N的浓度，使NH4Cl更多地析出
b.使NaHCO3更多地析出
c.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
ac　
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12. 侯德榜发明了“联合制碱法”，以氯化钠为原料制备碳酸钠时产品中
往往含有少量碳酸氢钠、氯化钠等，产品中NaHCO3含量测定过程如下：
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，且半分钟不恢复红
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，V2平均值为23.51。
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回答下列问题：
（1）指示剂M为 ；指示剂N为 ，描述第二滴定终点前
后颜色变化： 。
解析： 第一滴定终点为恰好生成NaHCO3，溶液呈碱性，应选用酚酞
作指示剂；第二滴定终点为HCl与碳酸氢钠恰好完全反应，溶液呈酸性，
应选用甲基橙作指示剂。
酚酞　
甲基橙　
由黄色变橙色，且半分钟内不变色
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（2）上述测量步骤③过程中，某时刻，滴入盐酸使溶液显中性，则此时
溶液中的溶质为 。
解析： 步骤③中，某时刻滴加盐酸使溶液呈中性，因碳酸氢钠与HCl
反应生成的CO2溶于水生成H2CO3，使溶液显酸性，溶液呈中性说明其中
还有NaHCO3未反应完。
NaCl、NaHCO3、H2CO3
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（3）产品中NaHCO3的质量分数为 （结果保留3位有效数字）。
解析： 第一次滴定发生反应：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，消
耗盐酸V1 mL，平均值为22.45 mL，第二滴定发生反应：NaHCO3＋
HClNaCl＋H2O＋CO3↑，消耗盐酸V2 mL，平均值为23.51 mL，原碳酸
钠转化的碳酸氢钠，还要再消耗盐酸的体积为V1 mL，则原溶液中含有的
NaHCO3所消耗的盐酸体积为V2 mL－V1 mL＝1.06 mL，产品中NaHCO3的
质量分数为×100％＝×100％≈3.56％。
3.56％　
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（4）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： 第一次滴定终点时，俯视读数，导致V1偏小，则V2－V1偏大，
导致NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
偏大　
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THANKS
演示完毕 感谢观看

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