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。某化學(xué)興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，其設(shè)計的模擬裝置如下：

(1)B裝置有三種功能：

①__________；②__________；③__________。

(2)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值的取值范圍為__________。

(3)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_____________。

(4)E裝置的作用是__________和________(填編號)。

A．收集氣體 B．吸收氯氣

C．防止倒吸 D．吸收氯化氫

(5)在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式為__________，可見有機反應(yīng)有很多副反應(yīng)。

(6)E裝置除生成鹽酸外，還含有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為________(填編號)。

A．萃取法 B．蒸餾法

C．過濾法 D．分液法

該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣的主要成分是__________和________(填編號)。

A．CH4 B．CH3Cl

C．CH2Cl2 D．CHCl3

E．CCl4

Answer 1

【答案】(1)①控制氣流速度 ②均勻混合氣體 ③干燥混合氣體

(2)x≥4

(3)吸收過量的氯氣 (4)C D

(5)CH4＋2Cl2C＋4HCl

(6)D A B

【解析】(1)根據(jù)題給信息及裝置圖可知B裝置的作用為吸收CH4及Cl2中的水分，同時使Cl2與CH4混合均勻，并通過觀察氣泡控制氣流速度及比例。(2)若理論上欲獲取最多的HCl，應(yīng)將CH4中的氫原子全部置換，故V(Cl2)/V(CH4)應(yīng)大于等于4。(3)D中KI粉末可與未反應(yīng)的Cl2反應(yīng)，從而將其吸收。(4)E為吸收HCl的裝置，因HCl極易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C裝置的氣體為CH4和Cl2，根據(jù)元素守恒可知，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁的黑色小顆粒只能為碳，反應(yīng)為CH4＋2Cl2C＋4HCl。(6)CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)除生成HCl外，同時生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物，除CH3Cl為氣體外，其余均為不溶于水的油狀液體，可用分液法將其與溶液分離。