侯氏制碱法高考实验题分析，本文主要内容关键词为：侯氏制碱法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
鉴于侯氏制碱法在中国乃至世界化学史上占有的突出地位，高考命题对此总是情有独钟，使之成为一个经典的命题素材。在2005年的高考中，侯氏制碱法仍然是考试的热点。本文对与之有关的几道高考实验题进行分析，供参考。
例1 （2005年天津理综题）根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na[，2]CO[，3]的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30～35℃，搅拌下分批加入研细的NH[，4]HCO[，3]固体，加料完毕后，继续保温30min，静置、过滤得NaHCO[，3]晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2h，制得Na[，2]CO[，3]固体。
请回答：
（1）反应温度控制在30～35℃，是因为若高于35℃，则____；若低于30℃，则____。为控制此温度范围，采取的加热方法为____。
（2）加料完毕后，继续保温30min，目的是______。静置后，只析出NaHCO[，3]晶体的原因是______。用蒸馏水洗涤NaHCO[，3]晶体的目的是除去____杂质（以化学式表示）。
（3）过滤所得的母液中含有____（以化学式表示），需加入______，并做进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NN[，4]Cl。
表1 四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）
温度/℃0 102030405060100
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH[，4]HCO[，3]
11.9 15.8 21.0 27.0
-①- - -
NaHCO[，3] 6.9
8.1
9.6 11.1 12.7 14.5 16.4-
NH[，4]Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
①大于35℃时NH[，4]HCO[，3]会有分解
解析 本题涉及到侯氏制碱法的原理、影响化学反应速率的因素（温度影响化学反应速率是常识）、化学实验的基本操作等知识点，题目有较强的综合性，但难度并不很大。分析溶解度数据，明确溶解度大的物质可以制备溶解度小的物质，复分解反应总是朝着减小溶液中离子浓度的方向进行，这是解题的关键。
从四种物质的溶解度数据看，相同温度下，NaHCO[，3]的溶解度最小，所以在饱和NaCl溶液中加入NH[，4]HCO[，3]固体能析出NaHCO[，3]晶体：NH[，4]HCO[，3]+NaCl=NH[，4]Cl+NaHCO[，3]↓，析出的NaHCO[，3]晶体中不可避免地混有反应物和NH[，4]Cl，母液是饱和的NaHCO[，3]溶液，也同样有反应物和NH[，4]Cl。对反应加热和控温是为了加快化学反应速率，使反应充分进行。
答案 （1）NH[，4]HCO[，3]分解，反应速率降低，水浴加热。（2）使反应充分进行，NaHCO[，3]的溶解度最小，NaCl、NH[，4]Cl、NH[，4]HCO[，3]。（3）NaHCO[，3]、NaCl、NH[，4]Cl、NH[，4]HCO[，3]，HCl。
例2 （2005年上海化学题）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
附图
（1）上述生产纯碱的方法称______，副产品的一种用途为______。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是______。
（3）写出上述流程中X物质的分子式____。
（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，加入细小的食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有____。
A.增大NH[，4][+]的浓度，使NH[，4]Cl更多地析出
B.使NaHCO[，3]更多地析出
C.使NaHCO[，3]转化为Na[，2]CO[，3]，提高析出的NH[，4]Cl的纯度
解析 本题的特点是：在题干中给考生提供了背景信息材料——侯氏制碱法的工艺流程示意图，考查考生综合运用相关基础知识和基本技能的能力。其中涉及的知识点有：复分解反应发生的条件、物质的用途、检验、分离和提纯、正确书写化学方程式等，思考容量较大。该题虽是信息迁移题，但考查的内容都很基本，解答并不困难。
过量的CO[，2]通入氨化的饱和食盐水，在沉淀池中反应生成NaHCO[，3]晶体和NH[，4]Cl，过滤后取出的NaHCO[，3]经过煅烧得到Na[，2]CO[，3]和CO[，2]（X），CO[，2]可以循环利用。母液中含NaHCO[，3]、NaCl、NH[，4]Cl、NH[，4]HCO[，3]，向其中通NH[，3]，氨水与HCO[，3][-]反应：NH[，3]·H[，2]O+HCO[，3][-]=CO[，3][2-]+NH[，4][+]+H[，2]O，使NaHCO[，3]转化为Na[，2]CO[，3]，提高析出的NH[，4]Cl的纯度，同时增大NH[，4][+]的浓度，使NH[，4]Cl更多地析出，母液中的NaCl也可以循环使用。
答案 （1）联合制碱法或侯德榜制碱法，化肥或电解液或焊药等。
（2）NH[，3]+CO[，2]+H[，2]O+NaCl=NH[，4]Cl+NaHCO[，3]↓
或NH[，3]+CO[，2]+H[，2]O=NH[，4]HCO[，3]
NH[，4]HCO[，3]+NaCl=NH[，4]Cl+NaHCO[，3]↓
（3）CO[，2]。
（4）I，过滤。
（5）稀硝酸和硝酸银溶液。
（6）A、C。