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(guò)程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：

(1)B裝置有三種功能：

①__________；②__________；③________________。

(2)設(shè)V(Cl₂)/V(CH₄)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值的取值范圍為_(kāi)_________。

(3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_____________。

(4)E裝置的作用是__________和________(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

(5)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，置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式為_(kāi)_________，可見(jiàn)有機(jī)反應(yīng)有很多副反應(yīng)。

(6)E裝置除生成鹽酸外，還含有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為_(kāi)_______(填編號(hào))。

A．萃取法                               B．蒸餾法

C．過(guò)濾法                               D．分液法

該裝置還有缺陷，原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣的主要成分是__________和________(填編號(hào))。

A．CH₄　B．CH₃Cl　C．CH₂Cl₂　D．CHCl₃　E．CCl₄

Answer 1

解析：(1)根據(jù)題給信息及裝置圖可知B裝置的作用為吸收CH₄及Cl₂中的水分，同時(shí)使Cl₂與CH₄混合均勻，并通過(guò)觀察氣泡控制氣流速度及比例。(2)若理論上欲獲取最多的HCl，應(yīng)將CH₄中的氫原子全部置換，故V(Cl₂)/V(CH₄)應(yīng)大于等于4。(3)D中KI粉末可與未反應(yīng)的Cl₂反應(yīng)，從而將其吸收。(4)E為吸收HCl的裝置，因HCl極易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C裝置的氣體為CH₄和Cl₂，根據(jù)元素守恒可知，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁的黑色小顆粒只能為碳，反應(yīng)為CH₄＋2Cl₂C＋4HCl。(6)CH₄與Cl₂發(fā)生取代反應(yīng)除生成HCl外，同時(shí)生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄的混合物，除CH₃Cl為氣體外，其余均為不溶于水的油狀液體，可用分液法將其與溶液分離。

答案：(1)①控制氣流速度�、诰鶆蚧旌蠚怏w�、鄹稍锘旌蠚怏w

(2)x≥4

(3)吸收過(guò)量的氯氣　(4)C　D

(5)CH₄＋2Cl₂C＋4HCl

(6)D　A　B