资源简介 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法1.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质。2.了解Na2CO3、NaHCO3在生产、生活中的制备与应用。考点一 碳酸钠和碳酸氢钠1.物理性质及应用名称 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3)俗名 纯碱或苏打 小苏打色、态 白色粉末 细小的白色晶体水溶性 易溶于水 易溶于水,但同温下比Na2CO3的溶解度小应用 用于纺织、造纸、制玻璃、制皂等 用于制药、焙制糕点等2.化学性质(1)Na2CO3写出上述序号所表示反应的化学方程式:①Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑;②Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH;③Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl。(2)NaHCO3写出上述序号①③④所表示反应的化学方程式及序号②所表示反应的离子方程式:①NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑;②Ca(OH)2过量:HC+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O;Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HC===+2H2O;③NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O;④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。(3)相互转化(1)饱和碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳有何现象 并说明原因。溶液变浑浊;碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,碳酸氢钠从溶液中析出。(2)鉴别Na2CO3和NaHCO3有多种方法,请根据它们的不同性质填空:①②③1.Na2CO3和NaHCO3可用作食用碱或工业用碱,下列说法不正确的是( B )A.向NaHCO3固体中加入少量水后,会出现吸热现象B.NaHCO3溶液呈碱性,加入NH4Cl溶液后,产生较多氨气C.分别同时加热等量Na2CO3和NaHCO3固体,NaHCO3先发生分解D.往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,会产生NaHCO3沉淀2.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( D )A.Na2CO3溶液(NaHCO3):选用适量的NaOH溶液B.NaHCO3溶液(Na2CO3):通入过量的CO2气体C.Na2O2粉末(Na2O):将混合物在氧气中加热D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤解析:Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,并产生沉淀,且加Ba(OH)2会引入新的杂质,不能达到除杂的目的。3.(2025·四川巴中一诊)向含1.0 mol NaOH的溶液中通入一定的CO2使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加稀盐酸,测得产生CO2与HCl的物质的量关系变化如图。下列说法错误的是( C )A.A点之前发生的反应为H++OH-===H2OB.图中的b=1.0C.向NaOH溶液中通入CO2的体积为8.96 LD.在A、B、C、D四处中,能与大量K+、Ba2+、N、OH-共存的只有1处解析:NaOH溶液中含有溶质的物质的量为1.0 mol,从B点到C点发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,在C点CO2气体达到最大量,此时反应完全,溶液为NaCl溶液,根据元素守恒可知n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=1.0 mol,则b=1.0,发生该反应消耗HCl的物质的量为1.0 mol-0.6 mol=0.4 mol<0.6 mol,说明NaOH溶液与CO2气体反应时NaOH未完全反应,所得溶液为NaOH与Na2CO3混合溶液。在OA段发生反应:NaOH+HCl===NaCl+H2O,AB段发生反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,BC段发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。由分析可知,A点之前发生的反应为H++OH-===H2O,A正确;由分析可知,B正确;没有说明CO2所处的温度和压强,不能计算CO2的体积,C错误;Ba2+不能和C大量共存,OH-不能和H+、HC大量共存,则当溶液中不存在H+、C时,能与大量K+、Ba2+、N、OH-共存,C点对应的溶液为NaCl溶液,只有C点满足条件,D正确。考点二 侯氏制碱法1.侯氏制碱法(1)制备原料:食盐、氨、二氧化碳。其中氨和二氧化碳来自合成氨厂,后者是用水煤气制取氢气时的废气,化学方程式为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+H2O+CO2↑。(4)绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。1.由于NH4Cl的市场价格过低,某制碱厂在侯氏制碱法基础上改进的工艺如图:有关该制碱工艺描述错误的是( A )A.原料是饱和食盐水、CO2B.NH3循环使用C.X可能是石灰乳D.产品是Na2CO3和CaCl2解析:由制碱工艺图可知,“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入NH3和CO2,获得NaHCO3晶体,再将所得NaHCO3晶体加热分解后即可得到纯碱,它的反应原理可用下列化学方程式表示:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;再将X加入NH4Cl中加热生成NH3和CaCl2溶液,可推知X为Ca(OH)2。由制碱工艺图及分析可知,原料是饱和食盐水、NH3、CO2和Ca(OH)2,A错误;由制碱工艺图可知,NH3循环使用,B正确;X为Ca(OH)2,可以是石灰乳,C正确;由制碱工艺图可知,产品是纯碱和CaCl2,D正确。2.(2025·北京西城区一模)用MgCO3和侯氏制碱工艺联合制MgCl2,同时NH3、CO2循环利用的主要物质转化如图。下列说法正确的是( D )A.①中应向a溶液先通入CO2再通入NH3B.②中可使用蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体C.电解c的溶液可以制得Mg和Cl2D.理论上①中消耗的不相等解析:由题图分析知,a是饱和食盐水,b是MgCO3,c是MgCl2。①中应向a溶液先通入NH3再通入CO2,故A错误;NH4Cl受热易分解,不能通过蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体,故B错误;电解熔融的MgCl2可以制得Mg和Cl2,故C错误;理论上①中消耗的=1,③中反应为2NH4Cl+MgCO32NH3↑+CO2↑+MgCl2+H2O,生成的,即两者不相等,故D正确。3.(2025·吉林白山一模)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合,发明了联合制碱法,使原料NaCl的利用率从70%提高到90%以上,该生产方法在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图,下列说法错误的是( D )A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要物质是Na2CO3、NH4Cl和氨水B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染D.沉淀池中反应的化学方程式:2NH3+CO2+2NaCl+H2O===2NH4Cl+Na2CO3解析:由流程可知,合成氨厂提供的NH3、CO2与饱和食盐水反应生成NH4Cl、NaHCO3,在沉淀池中过滤分离出NaHCO3,NaHCO3加热分解生成Na2CO3、H2O、CO2,CO2可循环使用。母液中含溶质NH4Cl,通入氨气,加入食盐可分离得到NH4Cl。由联合制碱法生产流程示意图可以看出,从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水,A正确;由溶解度曲线可以看出,NH4Cl的溶解度随温度升高而增大,0~10 ℃时NH4Cl溶解度较小,且溶解度小于NaCl,因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃,B正确;由流程可知,循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染,C正确;沉淀池中反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓,D错误。1.下列关于钠的化合物的说法正确的是( B )A.(2022·海南卷)小苏打的主要成分是Na2CO3B.(2022·全国乙卷)碳酸氢钠可作食品膨松剂C.(2023·辽宁卷)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3D.(2024·江苏卷)纯碱工业:NaCl溶液NaHCO3Na2CO32.(2024·北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( D )A.两种物质的溶液中,所含粒子的种类相同B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异解析:Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、C,A正确;NaHCO3中加入NaOH溶液会发生反应,其化学方程式为NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O,B正确;NaHCO3受热易分解,可转化为Na2CO3,而Na2CO3热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;室温下,Na2CO3和NaHCO3饱和溶液的pH相差较大的主要原因是C,D错误。3.(2025·江西卷)一种以HxRuO2为催化剂,捕捉CO2制备NaHCO3的流程为下列说法正确的是( B )A.氢气的作用是还原CO2B.反应中有NH4HCO3生成C.“产物分离”方法为过滤D.温度升高,NaHCO3的产率增大解析:CO2中C为+4价,NaHCO3中C也为+4价,CO2未被还原,N中N从+5价降至-3价,H2还原的是N,A错误;反应生成的NH3极易溶于水,在“产物分离”之前会和CO2、H2O反应生成NH4HCO3,B正确;“产物分离”得到固体和馏分,馏分为NH3,该方法应该是蒸馏,C错误;NaHCO3受热易分解,温度升高会导致NaHCO3分解,产率减小,D错误。课时作业11(总分:55分)1.(4分)(2025·山东淄博模拟)下列关于Na2CO3、NaHCO3的说法正确的是( C )A.Na2CO3可中和胃酸,NaHCO3可焙制糕点B.若NaHCO3固体中混有Na2CO3,可用加热的方法除去C.灼烧Na2CO3和NaHCO3,火焰颜色均为黄色D.Na2CO3、NaHCO3固体溶于水均放热2.(4分)(2025·江西南昌模拟)实验室中使用NaOH、Na2CO3、NaHCO3时,对应关系错误的是( B )A.NaOH水溶液:实验室模拟皂化反应B.饱和Na2CO3溶液:模拟侯氏制碱法所用试剂C.饱和Na2CO3溶液:制备乙酸乙酯实验中收集产品D.饱和NaHCO3溶液:制备CO2时除去HCl气体3.(4分)下列方法中不能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3的是( B )A.分别取两种固体各1 g于试管中,滴加几滴水,振荡,用手触摸试管底部B.取物质的量浓度相同的两种溶液,分别滴加澄清石灰水,观察是否出现白色沉淀C.向两种物质的饱和溶液中分别通入CO2,观察现象D.取两种固体分别滴入相同浓度的稀盐酸,观察产生气泡的剧烈程度解析:Na2CO3溶于水放热、NaHCO3溶于水吸热,分别取两种固体各1 g于试管中,滴加几滴水,振荡,用手触摸试管底部,能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3,故A不符合题意;Na2CO3和NaHCO3都能与石灰水反应生成CaCO3沉淀,不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3,故B符合题意;向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,溶液变浑浊,向饱和NaHCO3溶液中通入CO2气体不反应,能鉴别Na2CO3和NaHCO3,故C不符合题意;NaHCO3与盐酸反应比Na2CO3与盐酸反应更剧烈,取两种固体分别滴入相同浓度的稀盐酸,观察产生气泡的剧烈程度,能鉴别Na2CO3和NaHCO3,故D不符合题意。4.(4分)甲、乙两份等质量的NaHCO3固体,将甲充分加热后,再加入足量盐酸,乙不加热也加入足量盐酸,反应完全后,甲、乙两份中实际参加反应的HCl的物质的量之比为( B )A.1︰1.5 B.1︰1C.1︰2 D.2︰1解析:甲加热时发生反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,甲、乙中加入盐酸,甲中发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,乙中发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,最终都生成NaCl,令NaHCO3的物质的量为1 mol,根据钠元素守恒可知n(NaHCO3)=n(NaCl)=1 mol,根据氯元素守恒可知n(NaCl)=n(HCl)=1 mol,故反应后甲、乙中实际消耗的HCl的物质的量之比为1 mol︰1 mol=1︰1,故选B。5.(4分)(2025·内蒙古呼和浩特三模)索尔维制碱法制备纯碱的流程如图所示,我国科学家侯德榜进行改进,去除“灰蒸”过程,利用母液制备铵盐,也称联合制碱法。下列说法正确的是( A )A.“吸氨”和“碳酸化”所用NH3和CO2理论最佳物质的量比为1︰1B.操作1可用于实验室提纯Fe(OH)3胶体C.图示的流程中循环利用的物质仅是NH3D.上述流程中“碳酸化”和“吸氨”这两步工序可以互换解析:先使NH3通入饱和食盐水中形成氨盐水,再通入CO2生成溶解度较小的NaHCO3(CO2主要来自CaCO3的分解),过滤得到NaHCO3,煅烧得到Na2CO3,生成的CO2可以循环使用,母液通过灰蒸后产生的NH3可以循环利用,据此分析。根据NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓可知,“吸氨”和“碳酸化”所用NH3和CO2理论最佳物质的量比为1︰1,A正确;操作1是过滤,实验室提纯Fe(OH)3胶体用渗析,B错误;图示的流程中循环利用的物质有NH3和CO2,C错误;NH3溶解度大,CO2的溶解度小,“碳酸化”和“吸氨”这两步工序不能互换,D错误。6.(4分)(2025·北京西城区三模)探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应,①中产生白色沉淀和无色气体,②中只产生白色沉淀(已知:碳酸铝在水溶液中不能稳定存在)。下列说法不正确的是( D )A.Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物C.同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞,Na2CO3溶液的红色深D.②中滴入CaCl2溶液后,Na2CO3溶液的pH不变,NaHCO3溶液的pH降低解析:Al3+水解呈酸性,C水解呈碱性,Al2(SO4)3能促进Na2CO3和NaHCO3的水解,A正确;①中铝离子水解生成氢氧化铝,也可以与碳酸根离子结合生成碱式碳酸铝沉淀,B正确;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,C水解程度更大,碱性更强,加入酚酞溶液,Na2CO3溶液红色更深,C正确;CaCl2和Na2CO3生成CaCO3沉淀,C浓度减小,使C2 +OH-平衡逆向移动,OH-浓度减小,pH变小,D错误。7.(4分)(2025·黑龙江双鸭山模拟)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( D )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ⅢD.试剂d为冰水,以降低NaHCO3的溶解度,促进晶体的析出解析: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NH3用水或稀硫酸吸收,且要防止倒吸,据此分析解答。实验过程中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应使用稀盐酸而不应使用稀硫酸,生成的CO2无须干燥,NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3,尾气中含有NH3,可用稀硫酸吸收,B项错误;因NH3溶解度大,开始实验时应先打开活塞Ⅲ,再打开活塞Ⅱ,C项错误;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。8.(4分)某课外小组的同学为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( B )A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率大的是NaHCO3B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3解析:NaHCO3与盐酸直接反应产生气体,Na2CO3与盐酸先反应生成NaHCO3,NaHCO3再与盐酸反应产生气体,故产生气体速率大的是NaHCO3,A正确;等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应时,NaHCO3产生的CO2量多,故气球鼓起体积较大的是NaHCO3,B错误;NaHCO3受热分解生成CO2,使澄清石灰水变浑浊,而Na2CO3加热不反应,C正确;Na2CO3受热不反应,NaHCO3受热分解生成CO2,能使澄清石灰水变浑浊,故装置Ⅲ也可以用来鉴别两者,D正确。9.(4分)(2026·河北邯郸联考)将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与其反应,得到的图像如图所示。下列说法正确的是( C )A.标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况B.原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1︰2C.HCl的浓度为0.05 mol/LD.原混合物中有10.6 g Na2CO3解析:加入盐酸0~50 mL发生的反应为Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,没有气体产生,标注NaCl的直线不能代表产生的CO2的物质的量的变化情况,A错误;加入盐酸50~150 mL发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,根据图示信息,取出的50 mL溶液中Na2CO3为2.5 mmol,NaHCO3也为2.5 mmol,原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1︰1,B错误;2.5 mmol Na2CO3消耗盐酸50 mL,参与反应的HCl的物质的量也是2.5 mmol,HCl的浓度是0.05 mol/L,C正确;原混合物中Na2CO3的物质的量为0.002 5 mol×=0.05 mol,质量为0.05 mol×106 g/mol=5.3 g,D错误。10.(19分)将80 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液分成A、B两等份,分别向A、B中通入物质的量不等的CO2,充分反应后,再继续向两溶液中分别逐滴加入x mol/L的盐酸,边滴边振荡,产生的CO2气体体积(假设所产生的气体全部逸出)与所加的盐酸体积之间的关系如图所示,回答下列问题:已知:①不考虑水电离出的H+和OH-及C与水发生的反应;②不考虑溶液混合时引起的体积和温度的变化;③只考虑反应过程中盐酸的酸性。(1)由曲线A可知:①相同状况下,M︰N=10︰3。②P点溶液中,c(NaCl)=0.75x mol·L-1(用含x的代数式表示)。(2)由曲线B可知:①0b段发生反应的离子方程式为H++C===。②向原B等份的NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3(或NaHCO3和Na2CO3)(填化学式),其质量之比为53︰42(或42︰53)。(3)若将M、N两处所产生的气体全部通入足量的某未知浓度的澄清石灰水中,所得沉淀的质量为10.4x g(用含x的代数式表示,不考虑气体的逸出,下同),原NaOH溶液中溶质的质量为9.6x g。解析:从图中可以看出曲线A和曲线B生成CO2的体积不相同,且曲线A在加入盐酸96 mL时产生气体,是曲线B产生气体时加入盐酸的两倍还多,说明A中溶质除了Na2CO3以外还有NaOH;对于曲线B来说,当盐酸的体积小于40 mL时,没有气体生成,主要为Na2CO3与HCl反应生成NaHCO3,其反应的离子方程式为H++C===,则B中溶质应为Na2CO3和NaHCO3。(1)①根据上述分析可知,曲线B中开始生成气体时加入盐酸40 mL,此时溶液中溶质为NaHCO3,从开始产生气体到生成气体最大值时消耗盐酸80 mL,根据反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑可知,生成CO2的物质的量为n(HCl)=n(CO2)=cV=80×10-3 L×x mol/L=0.08x mol;同理可知,曲线A中生成CO2的物质的量n(HCl)=n(CO2)=cV=(120-96)×10-3 L×x mol/L=0.024x mol,相同条件下,CO2的体积之比等于其物质的量之比,所以M︰N=0.08x mol︰0.024x mol=10︰3。②P点溶液中溶质只有NaCl,根据原子守恒规律可知,c(NaCl)=c(HCl)==0.75x mol/L。(2)①根据分析可知,0b段溶液中的Na2CO3与盐酸反应生成NaHCO3,发生反应的离子方程式为H++C===。②根据分析可知,向原B等份的NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3(或NaHCO3和Na2CO3),其物质的量之比为40 mL︰(120-40-40) mL=1︰1,则质量之比为106︰84(或84︰106)=53︰42(或42︰53)。(3)根据第(1)问可知,M与N处产生的CO2的物质的量分别为0.08x mol和0.024x mol,若将M、N两处所产生的气体全部通入足量的某未知浓度的澄清石灰水中,所得沉淀均为CaCO3,CaCO3物质的量为0.08x mol+0.024x mol=0.104x mol,所以其质量为0.104x mol×100 g/mol=10.4x g;对于曲线A来说,生成的CO2体积最大时溶液中溶质为NaCl,根据溶液呈电中性及原子守恒可知,原NaOH溶液中溶质的物质的量等于消耗的盐酸中HCl的物质的量,即n(NaOH)=n(HCl)=120×10-3 L×x mol/L=0.12x mol,因平均分成两份做实验,所以原NaOH溶液中溶质的物质的量为0.12x mol×2=0.24x mol,所以溶质NaOH的质量为0.24x mol×40 g/mol=9.6x g。(共56张PPT)第四章 金属及其化合物第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法目录考点二 侯氏制碱法课时作业考点一 碳酸钠和碳酸氢钠真题演练 感悟高考复习目标1.掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质。2.了解Na2CO3、NaHCO3在生产、生活中的制备与应用。一考点一 碳酸钠和碳酸氢钠1.物理性质及应用名称 碳酸钠(________) 碳酸氢钠(__________)俗名 __________ ______色、态 白色粉末 细小的白色晶体水溶性 易溶于水 易溶于水,但同温下比Na2CO3的溶解度小应用 用于纺织、造纸、制玻璃、制皂等 用于制药、焙制糕点等Na2CO3NaHCO3纯碱或苏打小苏打2.化学性质(1)Na2CO3写出上述序号所表示反应的化学方程式:①_____________________________________;②_____________________________________;③_________________________________。Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl(2)NaHCO3写出上述序号①③④所表示反应的化学方程式及序号②所表示反应的离子方程式:①__________________________________;②Ca(OH)2过量:_________________________________;Ca(OH)2少量:___________________________________________;③_________________________________;④__________________________________。NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑HC+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2OCa2++2OH-+2HC===+2H2ONaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(3)相互转化(1)饱和碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳有何现象 并说明原因。溶液变浑浊;碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,碳酸氢钠从溶液中析出。微点助学(2)鉴别Na2CO3和NaHCO3有多种方法,请根据它们的不同性质填空:微点助学Na2CO3NaHCO3NaHCO3Na2CO3Na2CO3NaHCO31.Na2CO3和NaHCO3可用作食用碱或工业用碱,下列说法不正确的是( )A.向NaHCO3固体中加入少量水后,会出现吸热现象B.NaHCO3溶液呈碱性,加入NH4Cl溶液后,产生较多氨气C.分别同时加热等量Na2CO3和NaHCO3固体,NaHCO3先发生分解D.往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,会产生NaHCO3沉淀B2.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )A.Na2CO3溶液(NaHCO3):选用适量的NaOH溶液B.NaHCO3溶液(Na2CO3):通入过量的CO2气体C.Na2O2粉末(Na2O):将混合物在氧气中加热D.Na2CO3溶液(Na2SO4):加入适量Ba(OH)2溶液,过滤解析:Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,并产生沉淀,且加Ba(OH)2会引入新的杂质,不能达到除杂的目的。D3.(2025·四川巴中一诊)向含1.0 mol NaOH的溶液中通入一定的CO2使其充分反应,再向所得溶液中逐滴滴加稀盐酸,测得产生CO2与HCl的物质的量关系变化如图。下列说法错误的是( )A.A点之前发生的反应为H++OH-===H2OB.图中的b=1.0C.向NaOH溶液中通入CO2的体积为8.96 LD.在A、B、C、D四处中,能与大量K+、Ba2+、N、OH-共存的只有1处C解析:NaOH溶液中含有溶质的物质的量为1.0 mol,从B点到C点发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,在C点CO2气体达到最大量,此时反应完全,溶液为NaCl溶液,根据元素守恒可知n(HCl)=n(NaCl)=n(NaOH)=1.0 mol,则b=1.0,发生该反应消耗HCl的物质的量为1.0 mol-0.6 mol=0.4 mol<0.6 mol,说明NaOH溶液与CO2气体反应时NaOH未完全反应,所得溶液为NaOH与Na2CO3混合溶液。在OA段发生反应:NaOH+HCl===NaCl+H2O,AB段发生反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,BC段发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。由分析可知,A点之前发生的反应为H++OH-===H2O,A正确;由分析可知,B正确;没有说明CO2所处的温度和压强,不能计算CO2的体积,C错误;Ba2+不能和C大量共存,OH-不能和H+、HC大量共存,则当溶液中不存在H+、C时,能与大量K+、Ba2+、N、OH-共存,C点对应的溶液为NaCl溶液,只有C点满足条件,D正确。二考点二 侯氏制碱法1.侯氏制碱法(1)制备原料:食盐、氨、二氧化碳。其中氨和二氧化碳来自合成氨厂,后者是用水煤气制取氢气时的废气,化学方程式为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:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。(4)绿色思想:循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl1.由于NH4Cl的市场价格过低,某制碱厂在侯氏制碱法基础上改进的工艺如图:有关该制碱工艺描述错误的是( )A.原料是饱和食盐水、CO2B.NH3循环使用C.X可能是石灰乳D.产品是Na2CO3和CaCl2A解析:由制碱工艺图可知,“侯氏制碱法”是向饱和食盐水中通入NH3和CO2,获得NaHCO3晶体,再将所得NaHCO3晶体加热分解后即可得到纯碱,它的反应原理可用下列化学方程式表示:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;再将X加入NH4Cl中加热生成NH3和CaCl2溶液,可推知X为Ca(OH)2。由制碱工艺图及分析可知,原料是饱和食盐水、NH3、CO2和Ca(OH)2,A错误;由制碱工艺图可知,NH3循环使用,B正确;X为Ca(OH)2,可以是石灰乳,C正确;由制碱工艺图可知,产品是纯碱和CaCl2,D正确。2.(2025·北京西城区一模)用MgCO3和侯氏制碱工艺联合制MgCl2,同时NH3、CO2循环利用的主要物质转化如图。下列说法正确的是( )A.①中应向a溶液先通入CO2再通入NH3B.②中可使用蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体C.电解c的溶液可以制得Mg和Cl2D.理论上①中消耗的不相等D解析:由题图分析知,a是饱和食盐水,b是MgCO3,c是MgCl2。①中应向a溶液先通入NH3再通入CO2,故A错误;NH4Cl受热易分解,不能通过蒸发结晶的方法获得NH4Cl固体,故B错误;电解熔融的MgCl2可以制得Mg和Cl2,故C错误;理论上①中消耗的=1,③中反应为2NH4Cl+MgCO3 2NH3↑+CO2↑+MgCl2+H2O,生成的,即两者不相等,故D正确。3.(2025·吉林白山一模)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合,发明了联合制碱法,使原料NaCl的利用率从70%提高到90%以上,该生产方法在制得纯碱的同时,还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图,下列说法错误的是( )DA.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要物质是Na2CO3、NH4Cl和氨水B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染D.沉淀池中反应的化学方程式:2NH3+CO2+2NaCl+H2O===2NH4Cl+Na2CO3解析:由流程可知,合成氨厂提供的NH3、CO2与饱和食盐水反应生成NH4Cl、NaHCO3,在沉淀池中过滤分离出NaHCO3,NaHCO3加热分解生成Na2CO3、H2O、CO2,CO2可循环使用。母液中含溶质NH4Cl,通入氨气,加入食盐可分离得到NH4Cl。由联合制碱法生产流程示意图可以看出,从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水,A正确;由溶解度曲线可以看出,NH4Cl的溶解度随温度升高而增大,0~10 ℃时NH4Cl溶解度较小,且溶解度小于NaCl,因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃,B正确;由流程可知,循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染,C正确;沉淀池中反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓,D错误。三真题演练 感悟高考1.下列关于钠的化合物的说法正确的是( )A.(2022·海南卷)小苏打的主要成分是Na2CO3B.(2022·全国乙卷)碳酸氢钠可作食品膨松剂C.(2023·辽宁卷)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3D.(2024·江苏卷)纯碱工业:NaCl溶液 NaHCO3 Na2CO3B2.(2024·北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )A.两种物质的溶液中,所含粒子的种类相同B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异D解析:Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、C,A正确;NaHCO3中加入NaOH溶液会发生反应,其化学方程式为NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O,B正确;NaHCO3受热易分解,可转化为Na2CO3,而Na2CO3热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;室温下,Na2CO3和NaHCO3饱和溶液的pH相差较大的主要原因是C,D错误。3.(2025·江西卷)一种以HxRuO2为催化剂,捕捉CO2制备NaHCO3的流程为下列说法正确的是( )A.氢气的作用是还原CO2B.反应中有NH4HCO3生成C.“产物分离”方法为过滤D.温度升高,NaHCO3的产率增大B解析:CO2中C为+4价,NaHCO3中C也为+4价,CO2未被还原,N中N从+5价降至-3价,H2还原的是N,A错误;反应生成的NH3极易溶于水,在“产物分离”之前会和CO2、H2O反应生成NH4HCO3,B正确;“产物分离”得到固体和馏分,馏分为NH3,该方法应该是蒸馏,C错误;NaHCO3受热易分解,温度升高会导致NaHCO3分解,产率减小,D错误。四课时作业111.(4分)(2025·山东淄博模拟)下列关于Na2CO3、NaHCO3的说法正确的是( )A.Na2CO3可中和胃酸,NaHCO3可焙制糕点B.若NaHCO3固体中混有Na2CO3,可用加热的方法除去C.灼烧Na2CO3和NaHCO3,火焰颜色均为黄色D.Na2CO3、NaHCO3固体溶于水均放热C2.(4分)(2025·江西南昌模拟)实验室中使用NaOH、Na2CO3、NaHCO3时,对应关系错误的是( )A.NaOH水溶液:实验室模拟皂化反应B.饱和Na2CO3溶液:模拟侯氏制碱法所用试剂C.饱和Na2CO3溶液:制备乙酸乙酯实验中收集产品D.饱和NaHCO3溶液:制备CO2时除去HCl气体B3.(4分)下列方法中不能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3的是( )A.分别取两种固体各1 g于试管中,滴加几滴水,振荡,用手触摸试管底部B.取物质的量浓度相同的两种溶液,分别滴加澄清石灰水,观察是否出现白色沉淀C.向两种物质的饱和溶液中分别通入CO2,观察现象D.取两种固体分别滴入相同浓度的稀盐酸,观察产生气泡的剧烈程度B解析:Na2CO3溶于水放热、NaHCO3溶于水吸热,分别取两种固体各1 g于试管中,滴加几滴水,振荡,用手触摸试管底部,能用于鉴别Na2CO3和NaHCO3,故A不符合题意;Na2CO3和NaHCO3都能与石灰水反应生成CaCO3沉淀,不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3,故B符合题意;向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,溶液变浑浊,向饱和NaHCO3溶液中通入CO2气体不反应,能鉴别Na2CO3和NaHCO3,故C不符合题意;NaHCO3与盐酸反应比Na2CO3与盐酸反应更剧烈,取两种固体分别滴入相同浓度的稀盐酸,观察产生气泡的剧烈程度,能鉴别Na2CO3和NaHCO3,故D不符合题意。4.(4分)甲、乙两份等质量的NaHCO3固体,将甲充分加热后,再加入足量盐酸,乙不加热也加入足量盐酸,反应完全后,甲、乙两份中实际参加反应的HCl的物质的量之比为( )A.1︰1.5 B.1︰1C.1︰2 D.2︰1B解析:甲加热时发生反应2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,甲、乙中加入盐酸,甲中发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,乙中发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,最终都生成NaCl,令NaHCO3的物质的量为1 mol,根据钠元素守恒可知n(NaHCO3)=n(NaCl)=1 mol,根据氯元素守恒可知n(NaCl)=n(HCl)=1 mol,故反应后甲、乙中实际消耗的HCl的物质的量之比为1 mol︰1 mol=1︰1,故选B。5.(4分)(2025·内蒙古呼和浩特三模)索尔维制碱法制备纯碱的流程如图所示,我国科学家侯德榜进行改进,去除“灰蒸”过程,利用母液制备铵盐,也称联合制碱法。下列说法正确的是( )A.“吸氨”和“碳酸化”所用NH3和CO2理论最佳物质的量比为1︰1B.操作1可用于实验室提纯Fe(OH)3胶体C.图示的流程中循环利用的物质仅是NH3D.上述流程中“碳酸化”和“吸氨”这两步工序可以互换A解析:先使NH3通入饱和食盐水中形成氨盐水,再通入CO2生成溶解度较小的NaHCO3(CO2主要来自CaCO3的分解),过滤得到NaHCO3,煅烧得到Na2CO3,生成的CO2可以循环使用,母液通过灰蒸后产生的NH3可以循环利用,据此分析。根据NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓可知,“吸氨”和“碳酸化”所用NH3和CO2理论最佳物质的量比为1︰1,A正确;操作1是过滤,实验室提纯Fe(OH)3胶体用渗析,B错误;图示的流程中循环利用的物质有NH3和CO2,C错误;NH3溶解度大,CO2的溶解度小,“碳酸化”和“吸氨”这两步工序不能互换,D错误。6.(4分)(2025·北京西城区三模)探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应,①中产生白色沉淀和无色气体,②中只产生白色沉淀(已知:碳酸铝在水溶液中不能稳定存在)。下列说法不正确的是( )A.Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物C.同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞,Na2CO3溶液的红色深D.②中滴入CaCl2溶液后,Na2CO3溶液的pH不变,NaHCO3溶液的pH降低D解析:Al3+水解呈酸性,C水解呈碱性,Al2(SO4)3能促进Na2CO3和NaHCO3的水解,A正确;①中铝离子水解生成氢氧化铝,也可以与碳酸根离子结合生成碱式碳酸铝沉淀,B正确;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,C水解程度更大,碱性更强,加入酚酞溶液,Na2CO3溶液红色更深,C正确;CaCl2和Na2CO3生成CaCO3沉淀,C浓度减小,使C2 +OH-平衡逆向移动,OH-浓度减小,pH变小,D错误。7.(4分)(2025·黑龙江双鸭山模拟)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ⅢD.试剂d为冰水,以降低NaHCO3的溶解度,促进晶体的析出D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NH3用水或稀硫酸吸收,且要防止倒吸,据此分析解答。实验过程中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应使用稀盐酸而不应使用稀硫酸,生成的CO2无须干燥,NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3,尾气中含有NH3,可用稀硫酸吸收,B项错误;因NH3溶解度大,开始实验时应先打开活塞Ⅲ,再打开活塞Ⅱ,C项错误;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。8.(4分)某课外小组的同学为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率大的是NaHCO3B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3B解析:NaHCO3与盐酸直接反应产生气体,Na2CO3与盐酸先反应生成NaHCO3,NaHCO3再与盐酸反应产生气体,故产生气体速率大的是NaHCO3,A正确;等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应时,NaHCO3产生的CO2量多,故气球鼓起体积较大的是NaHCO3,B错误;NaHCO3受热分解生成CO2,使澄清石灰水变浑浊,而Na2CO3加热不反应,C正确;Na2CO3受热不反应,NaHCO3受热分解生成CO2,能使澄清石灰水变浑浊,故装置Ⅲ也可以用来鉴别两者,D正确。9.(4分)(2026·河北邯郸联考)将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L溶液,取出50 mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与其反应,得到的图像如图所示。下列说法正确的是( )A.标注NaCl的直线也能代表产生的CO2的物质的量的变化情况B.原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1︰2C.HCl的浓度为0.05 mol/LD.原混合物中有10.6 g Na2CO3C解析:加入盐酸0~50 mL发生的反应为Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,没有气体产生,标注NaCl的直线不能代表产生的CO2的物质的量的变化情况,A错误;加入盐酸50~150 mL发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,根据图示信息,取出的50 mL溶液中Na2CO3为2.5 mmol,NaHCO3也为2.5 mmol,原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为1︰1,B错误;2.5 mmol Na2CO3消耗盐酸50 mL,参与反应的HCl的物质的量也是2.5 mmol,HCl的浓度是0.05 mol/L,C正确;原混合物中Na2CO3的物质的量为0.002 5 mol×=0.05 mol,质量为0.05 mol×106 g/mol=5.3 g,D错误。10.(19分)将80 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液分成A、B两等份,分别向A、B中通入物质的量不等的CO2,充分反应后,再继续向两溶液中分别逐滴加入x mol/L的盐酸,边滴边振荡,产生的CO2气体体积(假设所产生的气体全部逸出)与所加的盐酸体积之间的关系如图所示,回答下列问题:已知:①不考虑水电离出的H+和OH-及C与水发生的反应;②不考虑溶液混合时引起的体积和温度的变化;③只考虑反应过程中盐酸的酸性。(1)由曲线A可知:①相同状况下,M︰N=________。②P点溶液中,c(NaCl)=________ mol·L-1(用含x的代数式表示)。10︰30.75x解析:从图中可以看出曲线A和曲线B生成CO2的体积不相同,且曲线A在加入盐酸96 mL时产生气体,是曲线B产生气体时加入盐酸的两倍还多,说明A中溶质除了Na2CO3以外还有NaOH;对于曲线B来说,当盐酸的体积小于40 mL时,没有气体生成,主要为Na2CO3与HCl反应生成NaHCO3,其反应的离子方程式为H++C===,则B中溶质应为Na2CO3和NaHCO3。①根据上述分析可知,曲线B中开始生成气体时加入盐酸40 mL,此时溶液中溶质为NaHCO3,从开始产生气体到生成气体最大值时消耗盐酸80 mL,根据反应NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑可知,生成CO2的物质的量为n(HCl)=n(CO2)=cV=80×10-3 L×x mol/L=0.08x mol;同理可知,曲线A中生成CO2的物质的量n(HCl)=n(CO2)=cV=(120-96)×10-3 L×x mol/L=0.024x mol,相同条件下,CO2的体积之比等于其物质的量之比,所以M︰N=0.08x mol︰0.024x mol=10︰3。②P点溶液中溶质只有NaCl,根据原子守恒规律可知,c(NaCl)=c(HCl)==0.75x mol/L。(2)由曲线B可知:①0b段发生反应的离子方程式为_____________________。②向原B等份的NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为____________________________________________(填化学式),其质量之比为___________________。解析:①根据分析可知,0b段溶液中的Na2CO3与盐酸反应生成NaHCO3,发生反应的离子方程式为H++C===。②根据分析可知,向原B等份的NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3(或NaHCO3和Na2CO3),其物质的量之比为40 mL︰(120-40-40) mL=1︰1,则质量之比为106︰84(或84︰106)=53︰42(或42︰53)。H++C===Na2CO3和NaHCO3(或NaHCO3和Na2CO3)53︰42(或42︰53)(3)若将M、N两处所产生的气体全部通入足量的某未知浓度的澄清石灰水中,所得沉淀的质量为________ g(用含x的代数式表示,不考虑气体的逸出,下同),原NaOH溶液中溶质的质量为_______ g。解析:根据第(1)问可知,M与N处产生的CO2的物质的量分别为0.08x mol和0.024x mol,若将M、N两处所产生的气体全部通入足量的某未知浓度的澄清石灰水中,所得沉淀均为CaCO3,CaCO3物质的量为0.08x mol+0.024x mol=0.104x mol,所以其质量为0.104x mol×100 g/mol=10.4x g;对于曲线A来说,生成的CO2体积最大时溶液中溶质为NaCl,根据溶液呈电中性及原子守恒可知,原NaOH溶液中溶质的物质的量等于消耗的盐酸中HCl的物质的量,即n(NaOH)=n(HCl)=120×10-3 L×x mol/L=0.12x mol,因平均分成两份做实验,所以原NaOH溶液中溶质的物质的量为0.12x mol×2=0.24x mol,所以溶质NaOH的质量为0.24x mol×40 g/mol=9.6x g。10.4x9.6xThank you本课结束 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第四章 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法.docx 第四章 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 侯氏制碱法.pptx