Question

【題目】—氯甲烷是一種重要的化工原料，常溫下它是無色有毒氣體，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。

（1）某小組同學在實驗室用如圖所示裝置模擬催化法制備和收集一氯甲烷。

①裝置B的主要作用是_____。

②以無水ZnCl2為催化劑，圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____。如果實驗時圓底燒瓶加熱時間過長，最終在瓶底得到一種白色物質(zhì)，該物質(zhì)的化學式是____。

③收集到的CH3Cl氣體在氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物用過量的V1mLc1mol/LNaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示劑，用c2mol/L鹽酸標準液對吸收液進行滴定，最終消耗V2mL鹽酸，則所收集CH3Cl的物質(zhì)的量為_____mol。(已知：2CH3Cl+3O2=2CO2+2H2O+2HCl)

（2）查閱資料可知：AgNO3的乙醇溶液可以檢驗CH3X中的鹵素原子。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	C-Cl	C-Br
鍵能/(kJ·mol-1)	330	276
化合物	AgCl	AgBr
Ksp	1．8×10-10	5×10-13

①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中,除有沉淀生成外,還生成硝酸甲酯,請寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式：_____。

②設(shè)計實驗證明HBr是強酸：____(簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論)

③CH3Cl和CH3Br的混合氣體通入AgNO3的乙醇溶液中,先出現(xiàn)淡黃色沉淀。請依據(jù)表中的鍵能和Ksp數(shù)據(jù)解釋原因:____。

Answer 1

【答案】除去HCl氣體 CH3OH+HClCH3Cl+H2O Zn(OH)2(或ZnO) (c1V1-c2V2)×10-3 CH3ONO2 常溫下，測0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或測NaBr溶液的pH=7等(合理即可) C-Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時溴化銀的溶度積更小，更容易形成溴化銀沉淀

【解析】

（1）①氯化氫易揮發(fā)，所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氫；
②甲醇與濃鹽酸在氯化鋁作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷和水，氯化鋅加熱時間過長會水解生成氫氧化鋅或氧化鋅；
③根據(jù)題意，一氯甲烷燃燒產(chǎn)生氯化氫，根據(jù)與之反應(yīng)的氫氧化鈉的物質(zhì)的量可求得氯化氫的物質(zhì)的量，進而確定一氯甲烷的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)題意，CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中，能生成硝酸甲酯和AgX；

①根據(jù)有機酸酯類比寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式；

②強酸在水中完全電離，據(jù)此設(shè)計實驗；

③根據(jù)沉淀的溶解平衡以及鍵能參數(shù)可知，鍵能小的化學鍵更易斷裂，并且形成沉淀時，優(yōu)先形成溶度積小的，據(jù)此答題。

（1）①氯化氫易揮發(fā)，所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氫，所以裝置B的主要作用是除去氯化氫氣體；
②甲醇與濃鹽酸在氯化鋅作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷和水，反應(yīng)的化學方程式為CH3OH+HClCH3Cl+H2O；加熱時間過長會導致氯化鋅水解生成氫氧化鋅或氧化鋅沉淀，化學式為Zn（OH）2或ZnO，

③根據(jù)題意，與氯化氫反應(yīng)的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol，所以一氯甲烷燃燒產(chǎn)生氯化氫的物質(zhì)的量為c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol，則一氯甲烷的物質(zhì)的量為（c1V1-c2V2）×10-3mol；

（2）①硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3ONO2；
②若HBr為強酸，則HBr在水中能夠完全電離，并且其形成的強堿鹽不會水解，據(jù)此可設(shè)計實驗為：常溫下，測0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或測NaBr溶液的pH=7等(合理即可)；

③依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，C-Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時溴化銀的溶度積常數(shù)更小，溴化銀更容易形成沉淀，所以先出現(xiàn)淡黃色溴化銀沉淀；
故答案為：C-Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時溴化銀的溶度積更小，更容易形成溴化銀。