第12讲　侯氏制碱法　碱金属元素

第12讲侯氏制碱法碱金属元素复习目标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。

CONTENTS考点一

侯氏制碱法

Na2CO3/NaHCO3含量的测定考点二碱金属元素焰色试验真题演练课时跟踪检测考点一

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：

⁠

⁠。

3.

物质循环循环使用的物质为

、饱和食盐水。

NH4Cl

CO2

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）

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）

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

⁠

⁠。

×100％

4.

双指示剂滴定法（以Na2CO3、NaHCO3混合物为例）

（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

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晶体解析：

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.

（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。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D.

“冷析”过程析出NH4Cl，有利于“盐析”时补加的NaCl固体溶解下列说法不正确的是（

）√

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

⁠

⁠。解析：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。CO2在M中不溶

解也不与M反应

（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D

解析：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。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。

方案三：通过以下流程测定样品中NaHCO3的含量。

托盘天平

（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）

冷却

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

⁠减小

（2）化学性质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。（3）特殊性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

⁠色黄

紫

砖红

绿

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Li2O2B.

（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＜CsD.

（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√解析：

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.

（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解析：

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。√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√解析：

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.

（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＋

3C

K2S＋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√解析：

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.

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。

（

√

）×√××√

（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√

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

⁠。解析：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。加快NH4HCO3的溶解速

率（2）在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是

⁠

⁠。解析：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。原料易

得、操作简单、污染小（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.NaHCO3c.Na2CO3和NaHCO3

d.Na2CO3和NaOH②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

“＝”）。a

＞

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.

〔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：（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）。aefbcg

回答下列问题：解析：

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）B中使用雾化装置的优点是

⁠。解析：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。增大反应物的接触面积，使反应更充

分（3）生成NaHCO3的总反应的化学方程式为

⁠

⁠。

CO2＋NH3＋NaCl＋

降温结晶

过滤

解析：

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。课时跟踪检测1234567891011121.

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Li2O2B.

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解析：

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.

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解析：

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。√1234567891011123.

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

√1234567891011124.

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Li2O2C.Li的熔点比钠高D.Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2√123456789101112解析：

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。1234567891011125.

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解析：

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。√1234567891011126.

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：123456789101112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”√123456789101112

1234567891011127.

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√123456789101112解析：

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。1234567891011128.

〔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

gB.

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√123456789101112解析：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。123456789101112

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CO2B.

装置乙中饱和NaHCO3溶液可除去CO2中的少量HClC.

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√123456789101112解析：

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。12345678910111210.

（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：123456789101112

下列说法不正确的是（

）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D.

该工艺过程中可以循环使用的物质有CO2、NaCl√123456789101112

12345678910111211.

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

⁠。制作化肥（其他合理的答案亦可）

NaHCO3↓＋NH4ClCO2123456789101112（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）。

b.使NaHCO3更多地析出c.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度Ⅰ

过