Question

【題目】利用甲烷和氯氣發(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)的模擬裝置如下圖所示：

根據(jù)要求填空：

（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②干燥混合氣體；③________________。

（2）設(shè)V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)____________。

（3）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：____________________________________。

（4）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為_(kāi)__________。該裝置的主要缺陷是 。

（5）已知丁烷與氯氣的取代反應(yīng)的產(chǎn)物之一為C4H8Cl2，其有 種同分異構(gòu)體。

Answer 1

【答案】（1）均勻混合氣體 （2）大于或等于4 （3）CH4＋2Cl2C＋4HCl

（4）分液；沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理 （5）9

【解析】

試題分析：（1）在硫酸中氣體可以充分接觸，因此另一個(gè)作用是均勻混合氣體；

（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1molH原子被1molCl原子取代生成1molHCl，設(shè)V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的HCl，則應(yīng)保證每個(gè)甲烷分子中的H原子被完全取代，x應(yīng)大于或者等于4；

（3）黑色顆粒是碳，則反應(yīng)的方程式為CH4＋2Cl2C＋4HCl。

（4）E裝置中除有鹽酸生成，還有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，它們均不溶于水，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，可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等氣體，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理；

（5）C4H8Cl2的同分異構(gòu)體可以采取“定一議二”法確定，、、，故C4H8Cl2共有9種同分異構(gòu)體。