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第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
1.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
2.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
3.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
4.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
5.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
6.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”
7.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
8.〔教材习题改编〕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，固体质量减少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、干燥，得到b g固体
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体直接用碱石灰吸收，质量增加b g
9.（2025·安徽宣城期初联考）实验室用下列装置模拟侯氏制碱法。下列说法错误的是（　　）
A.装置甲制取CO2
B.装置乙中饱和NaHCO3溶液可除去CO2中的少量HCl
C.装置丙中冰水浴有利于析出NaHCO3固体
D.装置丁加热NaHCO3制取纯碱
10.（2026·山东青岛二中模拟）我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥，工艺流程图如下：
已知：“碳酸化”设备中的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl。
下列说法不正确的是（　　）
A.“母液Ⅰ”吸氨后的溶液中主要含有N、Na＋、Cl－、
B.在实验室模拟“煅烧”，需要使用的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等
C.经“冷析”和“盐析”后的体系中存在平衡：NH4Cl（s）N（aq）＋Cl－（aq）
D.该工艺过程中可以循环使用的物质有CO2、NaCl
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.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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.D　NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，固体质量减少b g，可知m（CO2）＋m（H2O）＝b g，结合方程式可求出m（NaHCO3），从而求出Na2CO3质量分数，A正确；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 固体是NaCl，m（NaHCO3）＋m（Na2CO3）＝a g，m（NaCl）＝b g，结合反应方程式可求出Na2CO3质量分数，B正确；混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得到b g固体是BaCO3，m（NaHCO3）＋m（Na2CO3）＝a g，m（BaCO3）＝b g，结合反应方程式可求出Na2CO3质量分数，C正确；a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体直接用碱石灰吸收，质量增加b g，由于未除去CO2中水蒸气，不能确定生成CO2的质量，故不能求出Na2CO3质量分数，D错误。
9.D　装置丁中碳酸氢钠受热分解有水生成，试管口应略向下倾斜，D错误。
10.A　“母液Ⅰ”吸氨后的溶液中主要含有N、Na＋、Cl－、，同时还含有NH3·H2O，A错误；在实验室模拟“煅烧”，要在坩埚中进行，需要使用的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等，B正确；经“冷析”和“盐析”后的体系仍为氯化铵的饱和溶液，存在平衡：NH4Cl（s）N（aq）＋Cl－（aq），C正确；由图可知，“煅烧”后二氧化碳可以循环使用，“盐析”后的“母液Ⅱ”含有氯化钠，则氯化钠可以循环使用，D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＋CO2↑，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。
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第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
1.了解侯氏制碱法的原理。 2.掌握Na2CO3/NaHCO3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 Na2CO3/NaHCO3含量的测定
必备知识
一、侯氏制碱法
1.工艺流程
2.反应原理（写出化学方程式）
生成NaHCO3的反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
生成Na2CO3的反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.物质循环
循环使用的物质为　　　　、饱和食盐水。
二、测定Na2CO3/NaHCO3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为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。
关键能力
考向1　侯氏制碱法
1.实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，反应原理为NH3＋CO2＋H2O＋NaClNaHCO3↓＋NH4Cl，下列说法错误的是（　　）
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2的吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却，过滤得到NaHCO3晶体
2.（2026·北京朝阳区模拟）侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一。侯氏制碱法的流程如图所示。
下列说法不正确的是（　　）
A.向饱和食盐水中先通入NH3再持续通入CO2，有利于生成HC
B.“碳酸化”过程放出大量的热，有利于提高碳酸化的速率和NaHCO3的直接析出
C.母液1吸氨后，发生HC＋NH3·H2ON＋C＋H2O
D.“冷析”过程析出NH4Cl，有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解
考向2　Na2CO3/NaHCO3质量分数的测定
3.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型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
必备知识
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
（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。
（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
易错辨析
　（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。（　　）
关键能力
考向1　碱金属单质及其性质
1.下列说法正确的是（　　）
A.（2026·四川内江六中月考）钠在空气中燃烧生成Na2O2，则锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.（2025·重庆十一中月考）碱金属元素的焰色试验现象均相同
C.（2025·天津弘毅中学月考）碱金属单质密度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
D.（2025·首都师大附中月考）单质铷能与水剧烈反应，与O2反应生成复杂氧化物
2.（2025·江西九江七校联考）碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的元素。下列说法正确的是（　　）
A.单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中
B.单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物
C.单质都不能在自然界中稳定存在
D.单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性
考向2　焰色试验
3.（2025·湖南雅礼中学检测）焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示：
下列叙述错误的是（　　）
A.实验前先将铂丝用盐酸洗净后，再灼烧至与原来火焰颜色相同后，再蘸取被检验的物质
B.钾的焰色试验是透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色
C.焰色试验是化学反应
D.焰色试验时可用铁丝代替铂丝
4.（2025·安徽合肥六校联盟联考）黑火药是硫黄粉、硝石、木炭粉按一定比例混合而成，点燃时发生爆炸的化学方程式：2KNO3＋S＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。古文献《本草经集注》记载了区分硝石（KNO3）和朴消（Na2SO4·10H2O）的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也。”下列推断正确的是（　　）
A.“紫青烟”主要是指钠元素的焰色试验
B.“朴消”在灼烧时火焰没有颜色
C.“硝石”在黑火药中起还原剂的作用
D.“朴消”不能替代“硝石”制黑火药
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2025·重庆高考）进行焰色试验，Na、K火焰都是紫色。（　　）
（2）（2025·广东高考）钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同，故钾和钠的焰色不同。（　　）
（3）（2024·吉林高考）金属钾着火，用湿抹布盖灭。（　　）
（4）（2024·河北高考）1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA。（　　）
（5）（2024·安徽高考）用焰色试验鉴别氯化钠和氯化钾。（　　）
（6）（2024·江苏高考）纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3。（　　）
（7）（2023·海南高考）NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关。（　　）
（8）（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。（　　）
2.（2024·湖北高考10题）碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e（NH3）n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图（夹持装置略）。下列说法错误的是（　　）
A.碱石灰有利于NH3逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用P2O5
D.双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3Li＋＋[e（NH3）n]－
3.（2025·安徽高考16题节选）侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：
①配制饱和食盐水；
②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体；
③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。
回答下列问题：
（1）步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如图所示。
①到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1 mL，到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2 mL。V1＝V2，所得产品的成分为　　　　（填字母）。
a.Na2CO3
b.NaHCO3
c.Na2CO3和NaHCO3
d.Na2CO3和NaOH
②到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V1'　　　　V1（填“＞”“＜”或“＝”）。
4.〔经典高考节选〕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）。
（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型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。
第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素
考点一
必备知识
一、2.NH3＋NaCl＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
3.CO2
二、2.（3）×100％＝％
3.（3）×100％＝×100％
关键能力
1.B　关闭活塞K时，气体可将装置a球形容器内的液体压入漏斗内，从而使碳酸钙脱离液面，反应停止，通过调节活塞K可控制CO2的流速，A正确；装置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢，故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液，B错误；装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性，CO2的溶解度增大，C正确；反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水，降温结晶，过滤得NaHCO3晶体，D正确。
2.B　NH3溶解度大于CO2，且氨气的水溶液呈碱性，能吸收更多的CO2，故向饱和食盐水中先通入NH3再持续通入CO2，有利于生成HC，A正确；NaHCO3的溶解度随温度升高而增大，“碳酸化”过程放出大量的热，不利于NaHCO3的直接析出，B错误；母液1中存在HC，吸氨后，发生HC＋NH3·H2ON＋C＋H2O，C正确；“冷析”过程析出NH4Cl，降低了Cl－的浓度，有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解，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）为了减小实验误差，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型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
1.（1）减小
2.（2）铁丝　盐酸　盐酸　（3）黄　紫　砖红　绿
易错辨析
　（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×
关键能力
1.D　锂的活泼性小于钠，锂在空气中燃烧生成Li2O，A错误；碱金属元素的焰色试验现象不相同，例如钠焰色为黄色，钾的焰色为紫色，B错误；碱金属的密度变化规律表现为自上而下逐渐增加的趋势，但钾的密度却比钠小，密度：Li＜K＜Na＜Rb＜Cs，C错误。
2.C　Rb、Cs的密度比水大，Li的密度比煤油小，A错误；Li燃烧只能生成Li2O，B错误；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性，D错误。
3.C　焰色试验是利用金属原子核外电子由激发态向基态跃迁以光的形式释放的能量，该过程为物理过程，C错误。
4.D　钾元素的焰色试验是紫色，“紫青烟”主要是指钾元素的焰色试验，A错误；钠元素的焰色试验为黄色，“朴消”在灼烧时火焰为黄色，B错误；火药发生化学反应时生成氮气，KNO3中氮元素的化合价降低，“硝石”在黑火药中起氧化剂的作用，C错误；硫酸钠没有强氧化性，“朴消”不能替代“硝石”制黑火药，D正确。
【真题演练】
1.（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×　（8）√
2.C　碱石灰吸水放热，有利于NH3逸出，A正确；锂易与空气中的氧气反应在表面形成氧化膜，故锂片使用前必须打磨，B正确；P2O5不能用于干燥氨气，C错误；氨气在双口烧瓶中冷却变为液氨，由题给条件可知，Li与液氨反应产生[e（NH3）n]－，由原子守恒及电荷守恒可得反应方程式：Li＋nNH3Li＋＋[e（NH3）n]－，D正确。
3.（1）加快NH4HCO3的溶解速率　（2）原料易得、操作简单、污染小　（3）①a　②＞
解析：（1）将碳酸氢铵研细后加入饱和食盐水中，可以加快NH4HCO3的溶解速率。（2）用CO2和NH3制备纯碱时，NH3是有毒气体，会污染空气，且操作复杂，用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，原料更易获得，污染小，且由实验步骤知，操作更简单。（3）①由反应：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HClCO2↑＋NaCl＋H2O知，若产品为纯净的碳酸钠，到达两个滴定终点时消耗的盐酸的量相等，a正确；若产品为NaHCO3，则只有1个滴定终点，b错误；若产品为Na2CO3、NaHCO3的混合物，则V2＞V1，c错误；若产品为Na2CO3和NaOH的混合物，则V1＞V2，d错误。②达到第一个滴定终点前，滴入盐酸局部过浓，说明相对第一个滴定终点，滴加盐酸较多，故V1'＞V1。
4.（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。
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