微專題5　侯氏制堿法　碳酸鈉含量的測定
2.測定純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)的常用方法(1)氣體法。①測定原理。Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依據(jù)CO2氣體的體積，確定Na2CO3的質(zhì)量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。②實驗操作。向m g純堿樣品中加入足量的稀硫酸，準確測量產(chǎn)生CO2氣體的體積為V mL(已折算為標準狀況)。
(2)沉淀法。①測定原理。Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量，確定Na2CO3的質(zhì)量，進而確定純堿中Na2CO3的含量。②實驗操作。先將m g純堿樣品溶于水配成溶液，向溶液中加入過量的BaCl2溶液，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得 BaCO3 沉淀的質(zhì)量為n g。
(3)滴定法。用甲基橙作為指示劑，用鹽酸滴定，當指示劑變色時，發(fā)生的反應為Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，根據(jù)消耗標準鹽酸的體積，求出Na2CO3的物質(zhì)的量，進一步求出其含量。
1.侯德榜先生是我國現(xiàn)代化學工業(yè)的開拓者和奠基者，他于1943年發(fā)明的侯氏制堿法工藝流程如下圖所示：下列說法錯誤的是(　　)A．該工藝中循環(huán)利用的物質(zhì)為CO2和NH3B．該工藝主產(chǎn)品是純堿，副產(chǎn)品為NH4ClC．“過濾”后的母液中，n(Na＋)小于n(Cl－)D．該工藝中涉及化合反應、復分解反應和分解反應
解析：據(jù)題圖可知，該工藝中原料為NaCl、NH3、CO2，循環(huán)利用的物質(zhì)中不含NH3，A項錯誤；由工藝目的和題圖可知，該工藝主產(chǎn)品為純堿，副產(chǎn)品為NH4Cl，B項正確；“過濾”分離出NaHCO3，此時母液中主要含NaCl和NH4Cl，所以母液中n(Na＋)小于n(Cl－)，C項正確；
2.實驗室利用下圖所示的裝置模擬侯氏制堿法制備NaHCO3。下列說法正確的是(　　)?A．實驗時應先打開活塞a后打開活塞bB．裝置乙中應盛放飽和Na2CO3溶液以除去HCl雜質(zhì)C．一段時間后，裝置丙中可觀察到有白色晶體析出D．裝置戊主要目的是吸收多余的 CO2
解析：氨極易溶于水，使溶液顯堿性，吸氨后的飽和食鹽水可以吸收更多二氧化碳，故應先通入氨再通入二氧化碳；由大理石與鹽酸反應制備的CO2中含HCl雜質(zhì)，需通過飽和碳酸氫鈉溶液除去；NH3、CO2、NaCl、H2O反應生成溶解度較小的碳酸氫鈉晶體。A.由分析可知，實驗時應先打開活塞b通入氨，后打開活塞a通入二氧化碳，A錯誤；B.二氧化碳能和碳酸鈉溶液反應，裝置乙中應盛放飽和NaHCO3溶液以除去HCl雜質(zhì)，B錯誤；C.反應生成溶解度較小的碳酸氫鈉晶體，故一段時間后，裝置丙中可觀察到有白色晶體析出，C正確；D.裝置戊主要目的是吸收多余的氨，D錯誤。
3.(2021·新高考河北卷)化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。某化學興趣小組在實驗室中模擬并改進侯氏制堿法制備 NaHCO3，進一步處理得到產(chǎn)品Na2CO3和 NH4Cl。實驗流程如下：
回答下列問題：(1)從A～E中選擇合適的儀器制備NaHCO3，正確的連接順序是________(按氣流方向，用小寫字母表示)。為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下，可將分液漏斗上部的玻璃塞打開或_________________________。
解析：制備NaHCO3的具體過程為先制備CO2，再除去雜質(zhì)HCl，然后通入飽和氨鹽水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液處理多余的CO2，所以裝置的連接順序為aefbcgh。分液漏斗使用前需要讓其與大氣連通，否則液體無法滴落，所以為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下，需要打開分液漏斗上部的玻璃塞或?qū)⒎忠郝┒飞喜坎Ａ系陌疾叟c分液漏斗上端的小孔對齊。答案：aefbcgh　將分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽與分液漏斗上端的小孔對齊　
(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點是_____________________________________。解析：霧化裝置可以增大接觸面積，使飽和氨鹽水與CO2充分接觸，使反應更充分。答案：增大接觸面積，使反應更充分　
(3)生成NaHCO3 的總反應的化學方程式為_________________________________________________________。解析：生成NaHCO3的總反應的化學方程式為CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。答案：NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl　
(4)反應完成后，將B中U形管內(nèi)的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液。①對固體NaHCO3充分加熱，產(chǎn)生的氣體先通過足量濃硫酸，再通過足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，固體NaHCO3的質(zhì)量為______________g。②向濾液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離，根據(jù)NaCl和NH4Cl溶解度曲線，需采用的操作為________、________、洗滌、干燥。
答案：①0.84　②降溫結(jié)晶　過濾　

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