2023年高考化学北京卷第13题|嗯,如果不分步进行,氯化铵真就“假升华”了

2024-04-27 14:28 来源: 文化之窗 本文影响了:63人

今天的分享来自2023年高考化学北京卷的第13题。题目本身不算难,但如果多思考一丢丢,或许大家就会想起“实验室制氨气”的种种。


我们知道虽然NH4Cl受热分解能直接产生NH3和HCl,但只要温度稍低,这两种气体就会即刻反应又生成NH4Cl,因此,当加热NH4Cl固体时,从外表上看就像一个升华过程。


不过,由于这里“从固体到气体”的变化实质上是NH4Cl的分解,所以被称作“NH4Cl的假升华”。


正是因为NH3能和HCl即刻反应,我们在制取氨气时不能通过直接分解氯化铵,这里可行的方案之一是控制反应进度,使NH3和HCl分步产生,这道题就是一个很好的案例,一起来看看~


真题

一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(        )。


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A. a、c分别是HCl、NH3

B. d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl

C. 已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生

D. 等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热


解析

1. 理清反应过程

已知“b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种”,结合反应②中b分解生成d和c,可以判断出b是Mg(OH)Cl,即羟基氯化镁,d为MgO,c是HCl。另外,通过元素守恒,可以判断出a是NH3,A、B选项错误。


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反应①:NH4Cl+MgO=Mg(OH)Cl+NH3↑,

反应②:Mg(OH)Cl=MgO+HCl↑


2. 解析选项

①+②可得:NH4Cl=NH3↑+HCl↑,正好是NH4Cl的分解反应。根据盖斯定律,等压条件下,反应①、②的反应热之和就等于NH4Cl直接分解的反应热,D选项错误,答案为C。


接下来重点说一下C选项—“已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生”,这是如何实现的呢?


其实,MgCl2能和H2O发生的反应非常复杂,但我们可以通过控制反应条件使MgCl2和H2O反应生成Mg(OH)Cl,即:MgCl2+H2O→Mg(OH)Cl +HCl,这样一来就减少了MgCl2的产生。

实际的工艺流程

源于对C选项的追问,我查一下相关文献[1],很快就找到了上面的工艺流程。这条工艺能将NH4Cl中的90%NH3和88.6%HCl得到回收,具体流程如下:


①:将NH4Cl粉末与16-35目MgO颗粒混合后装入反应器,在325~500℃加热通入水蒸气,通过控制反应配比和通入水蒸气使反应生成Mg(OH)Cl,放出NH3


②:将温度升到675~700℃,通入水蒸气水解,释放HCl。

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