Question

（10分）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(guò)程,其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下:

根據(jù)要求填空：

（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，當(dāng)產(chǎn)生336mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，有 mol還原劑被氧化。

（2）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②_______；③________________。

（3）設(shè)V（Cl2）/V（CH4）=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫,則x的取值范圍是______。

（4）D裝置中的石棉上均勻附著KI粉末，其作用是_______________________。

（5）E裝置的作用是____________（填編號(hào)）。

A．收集氣體 B．吸收氯氣 C．防止倒吸 D．吸收氯化氫

（6）在C裝置中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)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_______________________________。

（7）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_______。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(hào)）。

A．CH4

B．CH3Cl

C．CH2Cl2

D．CHCl3

E．CCl4

Answer 1

（10分）（1） MnO2 +4HCl(濃)MnCl2 + Cl2↑+2H2O（1分）， 0.030（1分）。

（2）使氣體混合均勻（1分）；干燥氣體（1分）； （3）≥4（1分）；

（4）吸收過(guò)量的Cl2（1分）， （5）CD（1分）；

⑹CH4+2Cl2→C+4HCl（1分）； ⑺分液（1分）， AB（1分）。

【解析】

試題分析：（1）裝置A為制取氯氣的裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2 +4HCl(濃)MnCl2 + Cl2↑+2H2O ，還原劑HCl被氧化生成Cl2336ml時(shí)，有336ml/22400ml/mol×2=0.030mol還原劑被氧化；（2）B裝置可通過(guò)觀察氣泡的多少控制氣流速度，濃硫酸可干燥氣體，兩氣體在裝置中充分混合；（3）甲烷與氯氣的取代反應(yīng)中最多可以把四個(gè)氫原子取代，需四分子的氯氣，為了充分反應(yīng)，氯氣應(yīng)過(guò)量，則x的取值范圍是≥4；（4）因氯氣過(guò)量且有毒，需要除去過(guò)量的氯氣，在D裝置中的石棉上均勻附著KI粉末達(dá)該目的；（5）E裝置是一個(gè)防倒吸的裝置，吸收氯化氫的同時(shí)防止倒吸；（6）根據(jù)元素守恒可知黑色小顆粒應(yīng)為C，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+2Cl2→C+4HCl；（7）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氫，過(guò)量的氯氣被D裝置吸收，氯化氫被E裝置吸收，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳為液態(tài)，留在E裝置中，尾氣只有沒有反應(yīng)的甲烷和生成的一氯甲烷，有裝置中的鹽酸與有機(jī)物不互溶，可分液分離。

考點(diǎn)：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法、甲烷的取代反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)