Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)制取鹽酸的設(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)的離子方程式為 ；

（2）B裝置有三種功能：

①控制氣流速度；② ；③ 。

（3）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(xiě)出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式 。

（4）D裝置中的石棉上均勻附著濕潤(rùn)的KI粉末，其作用是 ，

E裝置的作用是 。

（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 ；

該裝置還有缺陷,原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，寫(xiě)出尾氣中的主要成分是 。

（填編號(hào)）

A．CH4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．CHCl3 E．CCl4

（6）實(shí)驗(yàn)之余，該學(xué)習(xí)小組進(jìn)一步探究甲烷與氯氣反應(yīng)的條件。

通過(guò)排飽和食鹽水的方法收集兩瓶甲烷與氯氣（體積比為1∶4）混合氣體（I、II），II瓶用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨�，I瓶放在光亮處（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。按上圖安裝好裝置，并夾緊彈簧夾a和b。過(guò)一段時(shí)間，打開(kāi)彈簧夾a、b，I、II中觀察到現(xiàn)象是 。

Answer 1

【答案】（1） MnO2＋4H＋＋2ClMn2+＋Cl2↑＋2H2O

（2） 使氣體混合均勻 ，干燥氣體

（3）CH4 + 2Cl2 C + 4HCl

（4）吸收未反應(yīng)的氯氣 吸收HCl，防止倒吸

（5）分液 A，B

（6）在I瓶中：顏色逐漸變淺，且有油狀液體產(chǎn)生，出現(xiàn)白霧，并可以看見(jiàn)水倒吸入I瓶中

【解析】

試題分析：（1）MnO2能將濃HCl氧化為MnCl2和Cl2，離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl—Mn2+＋Cl2↑＋2H2O；

（2）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫，該裝置還可使氣體混合均勻；

（3）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，應(yīng)為碳，化學(xué)方程式為CH4 + 2Cl2 C + 4HCl；

（4）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)，石棉上均勻附著濕潤(rùn)的KI粉末可吸收未反應(yīng)的氯氣；E裝置在吸收氯化氫時(shí)可防止倒吸；

（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有不溶于水的有機(jī)物，能分層，可用分液方法分離；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，還可能有過(guò)量的甲烷，所以尾氣中的主要成分是AB；

（6）II瓶用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨希琁瓶放在光亮處，則II瓶?jī)?nèi)氣體為發(fā)生反應(yīng)，I瓶?jī)?nèi)反應(yīng)，氣體體積減少，若打開(kāi)彈簧夾a、b，I、II中觀察到現(xiàn)象是在I瓶中：顏色逐漸變淺，且有油狀液體產(chǎn)生，出現(xiàn)白霧，并可以看見(jiàn)水倒吸入I瓶中。