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)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下圖所示：

根據(jù)要求填空：

（1）寫出A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________________________ 。

（2）B裝置有三種功能：________________；_______________；________________。

（3）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)_____________。

（4）在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射，生成的有機(jī)物有_____ 種，其中常溫下以氣態(tài)存在的是_________ （填寫化學(xué)式）。

（5）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___________，該裝置的主要缺陷是______________________________________________________。

（6）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】 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 均勻混合氣體 控制氣流速度 干燥混合氣體 大于或等于4 4 CH3Cl 分液 沒有進(jìn)行尾氣處理 9

【解析】(1)MnO2能將HCl(濃)氧化為MnCl2和Cl2，A裝置所發(fā)生的化學(xué)方程式：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)生成的氯氣中含有水，B裝置具有控制氣流速度、均勻混合氣體，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用，故答案為：均勻混合氣體；控制氣流速度 ；干燥混合氣體；　

(3)氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，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)保證甲烷中H被完全取代，x≥4，故答案為：≥4；

(4)甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷為氣態(tài)，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，故答案為：4；CH3Cl；

(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；一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，所以尾氣的主要成分是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，故答案為：分液；沒有進(jìn)行尾氣處理；

(6)C4H8Cl2的同分異構(gòu)體可以采取“定一移二”法，由圖可知C4H8Cl2共有9種同分異構(gòu)體，故答案為：9。