Question

圖2是研究甲烷取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖，具體的實(shí)驗(yàn)方法是：取一個(gè)100mL的大量筒，先后收集20mL CH₄和80mL Cl₂，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置如圖1所示，請寫出燒瓶中的反應(yīng)方程式為：

 

濃鹽酸在反應(yīng)中體現(xiàn)了

 

性和

 

性．
（2）下列常用的干燥劑中，不能干燥氯氣的是

 

A、濃硫酸        B、P₂O₅        C、無水氯化鈣        D、堿石灰
（3）氯氣是

 

色的有毒氣體，實(shí)驗(yàn)中剩余的氯氣可用NaOH溶液吸收，請寫出發(fā)生的離子方程式：

 

．
（4）若研究甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，還需要的條件是

 

．若將如圖2所示裝置放在強(qiáng)光下照射會有

 

（填可能發(fā)生的不良后果）．
（5）若量筒中的甲烷和氯氣的量比較大，放在光亮的地方足夠長的時(shí)間，下方水槽中的現(xiàn)象是

 

，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因

 

（用文字和方程式說明）

Answer 1

考點(diǎn)：甲烷的取代反應(yīng),甲烷的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與二氧化錳加熱制取氯氣；濃鹽酸在反應(yīng)中既表現(xiàn)了還原性，又表現(xiàn)出酸性；
（2）氯氣為酸性氣體，不能使用堿性干燥劑干燥；
（3）氯氣為黃綠色的有毒氣體，制取氯氣的尾氣表現(xiàn)使用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（4）甲烷與氯氣的反應(yīng)需要在光照條件下進(jìn)行，但是不是在強(qiáng)光下照射，否則容易發(fā)生爆炸；
（5）氯氣與甲烷反應(yīng)生成氯代甲烷及氯化氫，氯化氫溶于水電離出氯離子，所以水槽中有氯化銀沉淀生成．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣用二氧化錳氧化濃鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，在反應(yīng)中還生成氯化錳和水，所以鹽酸的作用除起酸性的作用外，還起酸性的作用，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；還原；酸；
（2）氯氣是一種酸性氣體，不能用堿性干燥劑進(jìn)行干燥，因此不能選用D．堿石灰干燥，
故答案為：D；
（3）氯氣是一種黃綠色有毒的氣體，尾氣處理時(shí)需要用氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)的方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：黃綠；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，還需要光照，但如果在強(qiáng)光下直接照射，則容易發(fā)生爆炸現(xiàn)象，
故答案為：光照；爆炸；
（5）甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，在生成鹵代烴的同時(shí)，生成物中有氯化氫，氯化氫極易溶于水，和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀，因此在水槽中會出現(xiàn)白色沉淀，
故答案為：出現(xiàn)白色沉淀；甲烷和氯氣取代反應(yīng)HCl溶于水，與硝酸銀溶液作用產(chǎn)生難溶氯化銀，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓．

點(diǎn)評：本題考查氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法、甲烷的取代反應(yīng)，題目難度中等，注意掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理，明確甲烷的取代反應(yīng)原理、反應(yīng)條件，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．