Question

17．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(guò)在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過(guò)程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖：

根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答：
（1）反應(yīng)開(kāi)始后，C裝置中的現(xiàn)象有黃綠色氣體進(jìn)入C，且顏色逐漸變淺，玻璃管內(nèi)壁有油狀液滴生成．
（2）B裝置有三種功能：①干燥反應(yīng)氣體；②均勻混合氣體；③控制氣流速度．
（3）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是吸收氣體中的某成分，兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KI+Cl₂=2KCl+I₂．
（4）E裝置未直接用導(dǎo)管而改用球型干燥管的主要目的是防止倒吸．
（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出有機(jī)物的最佳方法為分液（填操作名稱(chēng)）．該裝置還有缺陷，原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分為CH₄、CH₃Cl（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）C裝置中發(fā)生的是氯氣與甲烷在光照條件下的取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，由此分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（2）濃硫酸還可以干燥氯氣和氯化氫；
（3）氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)；
（4）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要防止倒吸；
（5）最后生成的HCl溶于水生成鹽酸，與有機(jī)物可用分液的方法分離；反應(yīng)后的有機(jī)氣體如CH₄、CH₃Cl會(huì)逸散到空氣中，污染空氣．

解答 解：（1）D裝置中，氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，可觀察到有黃綠色氣體進(jìn)入C，且顏色逐漸變淺，玻璃管內(nèi)壁有油狀液滴生成，故答案為：有黃綠色氣體進(jìn)入C，且顏色逐漸變淺，玻璃管內(nèi)壁有油狀液滴生成；
（2）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，
故答案為：控制氣流速度；
（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(guò)量的氯氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KI+Cl₂=2KCl+I₂
，故答案為：2KI+Cl₂=2KCl+I₂；
（4）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要防止倒吸，
故答案為：防止倒吸；
（5）鹽酸和有機(jī)物不能互溶，所以可以采用分液的方法分離；由于有機(jī)氣體如CH₄、CH₃Cl會(huì)逸散到空氣中污染大氣，應(yīng)該堿性尾氣處理，該裝置的缺點(diǎn)是缺少尾氣處理裝置，
故答案為：分液；CH₄、CH₃Cl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的制取及氯代烴的制備方法，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，會(huì)從整體上分析各個(gè)裝置發(fā)生的反應(yīng)、各個(gè)裝置作用，知道甲烷和氯氣反應(yīng)中氫原子和氯氣分子之間的關(guān)系式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>