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)興趣小組擬在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖所示，根據(jù)要求填空：

（1）寫出CH₄與Cl₂生成一氯代物的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

；
（2）B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②使氣體混合均勻；③

 

；
（3）D裝置中的石棉上均勻附著濕潤的KI粉末，其作用是

 

；
（4）E裝置的作用是

 

（填編號）：
A．收集氣體B．吸收氯氣C．防止倒吸D．吸收氯化氫
（5）裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為

 

：
（6）該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理．其尾氣的主要成分是

 

（填編號）．
A．CH₄          B．CH₃Cl        C．CH₂Cl₂       D．CHCl₃        E．CCl₄．

Answer 1

分析：甲烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)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(yīng)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(jìn)行尾氣處理．

解答：解：（1）甲烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應(yīng)CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl，故答案為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；
（2）B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②使氣體混合均勻；③干燥氣體，故答案為：干燥氣體；
（3）濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，發(fā)生反應(yīng)：2KI+Cl₂=2KCl+I₂，故答案為：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(dǎo)致大氣污染，所以E的作用是吸收尾氣，HCl極易溶于水已發(fā)生倒吸，所以E還可以防止倒吸，故答案為：CD；
（5）E中含有HCl和氯代甲烷，HCl極易溶于水，氯代甲烷不溶于水，可用分液的方法分開，故答案為：分液；
（6）有機(jī)反應(yīng)大多不能進(jìn)行到底，故有剩余的甲烷，生成的四種氯代物中H₃Cl為氣體，不溶于水，故尾氣中含有CH₄、CH₃Cl，故答案為：AB．

點(diǎn)評：本題考查氯氣的制備以及甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，題目難度中等，本題注意實(shí)驗(yàn)的原理，常見氯代烷的性質(zhì)．