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

根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答：

(1)B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)V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x取值范圍________。

(3)E裝置的作用是________(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

(4)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：_______________________________________。

(5)E裝置中除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出有機(jī)物的最佳方法為________。

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________(填編號(hào))。

A CH4 　　 　 B CH3Cl　　 　 C CH2Cl2 D CHCl3　 　 E CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合氣體 大于或等于4 CD CH4 + 2Cl2 C + 4HCl 分液 ab

【解析】

在加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，濃硫酸具有吸水性，可以作干燥劑，C中甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯代烴和HCl，尾氣中含有氯化氫，氯化氫能溶于水、堿性溶液，所以E裝置是處理尾氣，倒置的干燥管能防倒吸，據(jù)此分析解答。

（1）裝置B中盛放濃硫酸，它具有吸水性，因?yàn)榧淄楹吐葰庵泻�有水蒸氣，所以濃硫酸可以均勻并干燥混合氣體；通過(guò)觀察氣泡能控制氣流速率，

故答案為：干燥混合氣體；

（2）根據(jù)CH4與Cl2的反應(yīng)可知欲獲得較多的HCl，也就是使CH4中的H原子全部轉(zhuǎn)化為HCl，此時(shí)消耗的Cl2的物質(zhì)的量至少是CH4物質(zhì)的量的4倍，即x的取值范圍為：大于或等于4；

（3）E裝置可吸收氯化氫，還可防止倒吸，故CD項(xiàng)正確，答案選CD；

（4）黑色小顆粒為C，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4 + 2Cl2 C + 4HCl；

（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分層，可用分液分開(kāi)；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)量的甲烷氣體，故ab正確，答案為：分液；ab。