Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實．某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設計的裝置如圖所示：

（1）A中制取C12反應的化學方程式是 ．
（2）C中發(fā)生反應的化學方程式是 ． （寫出一個即可）
（3）D裝置中的石棉上吸附著潮濕的KI粉末，其作用是 ．
（4）E裝置的作用是（填序號）．
a．收集氣體 b．吸收氯氣 c．吸收氯化氫
（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法是（填操作名稱）．
（6）將l mol CH4與C12發(fā)生取代，測得4種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣的物質(zhì)的量是mol．

Answer 1

【答案】
（1）MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
（3）除去過量的氯氣
（4）C
（5）分液
（6）2.5
【解析】解：甲烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應生成多種氯代甲烷和氯化氫．A裝置是濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣的發(fā)生裝置，通過B裝置，除去氯氣中的水蒸氣，控制兩種氣體的流速，使氯氣和甲烷混合均勻，C裝置是甲烷和氯氣發(fā)生取代反應的裝置，D裝置盛有濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，尾氣中含有有毒氣體CH3Cl和過量的甲烷，容易污染空氣，需要進行尾氣處理．
（1.）MnO2能將HCl（濃）氧化為MnCl2和Cl2 ， A中制取Cl2反應的化學方程式MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O，
所以答案是：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2.）甲烷與氯氣反應生成一氯甲烷的方程式為：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl，
所以答案是：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl；
（3.）濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，發(fā)生反應：2KI+Cl2=2KCl+I2 ，
所以答案是：除去過量的氯氣；
（4.）由于上述過程中產(chǎn)生的氯氣和HCl均易導致大氣污染，所以E的作用是吸收尾氣，HCl極易溶于水易發(fā)生倒吸，所以E還可以防止倒吸，
所以答案是：C；
（5.）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分層，可用分液分開，
所以答案是：分液；
（6.）1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應，若生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，所以每種取代物的物質(zhì)的量是0.25mol，甲烷和氯氣的取代反應中，被取代的氫原子的物質(zhì)的量與氯氣的物質(zhì)的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯氣0.25mol氯氣，生成0.25mol二氯甲烷需要氯氣0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯氣0.75mol氯氣，生成0.25mol四氯化碳需要氯氣1mol，所以總共消耗氯氣的物質(zhì)的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol，
所以答案是：2.5mol；