新教材宁陕2024届高考化学一轮复习教案第3章金属及其化合物第11讲侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定鲁科版.doc

第11讲侯氏制碱法与Na2CO3含量的测定

[复习目标]1.了解侯氏制碱法的原理。2.掌握Na2CO3含量的测定方法。

考点一侯氏制碱法

1．制备原料

食盐、氨、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)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))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：2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

4．绿色思想

循环使用的物质为CO2、NaCl。

1．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。

(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是____________________________。

(2)a通入__________，然后b通入__________，简述理由：_________________________。

(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是_____________________________________________。

答案(1)先通入NH3，然后通入CO2

(2)NH3CO2由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，为防止倒吸，通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，为增加二氧化碳的吸收率，通入CO2的导气管的末端应插入液面以下(3)吸收氨气尾气，防止污染空气

2．我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图：

(1)分别写出沉淀池、煅烧炉中发生反应的化学方程式。

(2)写出上述流程中X物质的分子式。

(3)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气除了增大NHeq\o\al(＋,4)的浓度，使NH4Cl更多地析出外，还有什么作用？循环Ⅰ的作用是什么？

(4)如何检验产品碳酸钠中是否含有碳酸氢钠？

答案(1)NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓、2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑(2)CO2

(3)使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度循环Ⅰ的作用是提高原料氯化钠的利用率

(4)加热，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明碳酸钠中含有碳酸氢钠，否则，不含有碳酸氢钠

考点二Na2CO3含量的测定方法

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mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生的CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。

(3)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为eq\f(V,22400)mol×106g·mol－1＝eq\f(106V,22400)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106V,22400)g,mg)×100%＝eq\f(53V,112m)%。

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mg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ng。

(3)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为eq\f(ng,197g·mol－1)×106g·mol－1＝eq\f(106n,197)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106n,197)g,mg)×100%＝eq\f(106n,197m)×100%。

3．滴定法

测定原理(用酚酞作指示剂，用盐酸滴定)：当指示剂变色时，发生的反应为Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，根据消耗标准盐酸的体积，求出Na2CO3的物质的量，进一步求其含量。

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5.0g，溶于水中，配成250mL溶液。

方案一：沉淀法。利用化学反应把HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)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100mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3