Question

利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：

（1） B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③                       
（2） 設(shè)V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理論上欲取代反應(yīng)獲得最多的氯化氫則x≥        

（3） D裝置的石棉中均勻混有KI粉末其作用是                     。
（4） 在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式                          。
（5） E裝置中除鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為            。
A.分液法       B.蒸餾法      C.萃取分液法        D.結(jié)晶法
（6）該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分為         （填編號）
A、CH₄       B、CH₃Cl     C、CH₂Cl₂          D、CHCl₃

Answer 1

(12分) （每空2分）（1）干燥甲烷和氯氣 （2）4  （3） 除去未反應(yīng)掉的氯氣
（4）CH₄+2Cl₂C+4HCl  （5）A  （6）A 、B

試題分析：（1）濃硫酸具有吸水性，而生成的氯氣中含有水，所以B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體之外，還具有干燥作用。
（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，如果設(shè)V(Cl₂)/V(CH₄)＝x，因此理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)保證甲烷被完全取代，即x≥4。
（3）氯氣具有氧化性，KI中－1價的碘能被氯氣氧化，產(chǎn)物為氯化鉀固體和碘單質(zhì)，所以，D裝置的石棉中均勻混有KI粉末的作用是吸收過量的氯氣。
（4）甲烷與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷的方程式為 CH₄+2Cl₂C+4HCl。
（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，可用分液分開，答案選A。
（6）反應(yīng)生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，另外還可能有過量的甲烷，即尾氣的主要成分是一氯甲烷和甲烷，答案選AB。
點(diǎn)評：該題是基礎(chǔ)性試題的考查，難度不大，明確甲烷的化學(xué)性質(zhì)是答題的關(guān)鍵。該類試題主要是以常見儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。