Question

【題目】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)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)，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則 ____________________ 。

(3)裝置的石棉中均勻混有粉末，其作用是________________________________________________________________。

(4)寫出裝置中CH4與Cl2生成一氯代物的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________________.。

(5)①裝置中除鹽酸外，還含有有機(jī)物，從中分離出鹽酸的最佳方法為______。

、分液法、蒸餾法、萃取分液法、結(jié)晶法

②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_______。

、、、、

Answer 1

【答案】干燥混合氣體(或吸水) 4 吸收過量的氯氣 CH4+Cl2→CH3Cl+HCl A B

【解析】

在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，在光照條件下，甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成氯代烴和氯化氫，生成的黑色小顆粒為碳單質(zhì)，氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，最后生成的氯化氫溶于水得到鹽酸，互不相溶的液體采用分液的方法分離，一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，據(jù)此答題。

在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，在光照條件下，甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成氯代烴和氯化氫，生成的黑色小顆粒為碳單質(zhì)，氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，最后生成的氯化氫溶于水得到鹽酸，互不相溶的液體采用分液的方法分離，一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷；

(1)在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，同時(shí)生成的氯氣中還含有水分，濃硫酸具有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性，所以B裝置除了控制氣流速度、均勻混合氣體外，還有干燥作用；

(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，設(shè)V(Cl2)/V(CH4)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則應(yīng)保證甲烷被完全取代，x應(yīng)大于或等于4；

(3)氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，所以D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是吸收過量的氯氣；

(4)甲烷和氯氣在光照條件下生成一氯甲烷和氯化氫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl；

(5)①鹽酸和有機(jī)物不能互溶，所以可以采用水洗分液的方法分離，故選A；

②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，即尾氣中含有一氯甲烷，故答案為B。