Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設(shè)計的裝置如下圖所示：

（1）A中制取C12反應的化學方程式是_____________________________。
（2）D裝置中的石棉上吸附著潮濕的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E裝置的作用是______________（填序號）。
A．收集氣體B．吸收氯氣C．吸收氯化氫
（4）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法是______________。
（5）將lmolCH4與C12發(fā)生取代，測得4種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣的物質(zhì)的量是______________。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2 C（ 分液 2.5mol

【解析】(1)MnO2能將HCl(濃)氧化為MnCl2和Cl2，A中制取Cl2反應的化學方程式MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
(2)濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，發(fā)生反應：2KI+Cl2=2KCl+I2；
(3)由于上述過程中產(chǎn)生的氯氣和HCl均易導致大氣污染，所以E的作用是吸收尾氣，HCl極易溶于水易發(fā)生倒吸，所以E還可以防止倒吸，故答案為C；
(4)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；
(5)1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應，若生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，所以每種取代物的物質(zhì)的量是0.25mol，甲烷和氯氣的取代反應中，被取代的氫原子的物質(zhì)的量與氯氣的物質(zhì)的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯氣0.25mol氯氣，生成0.25mol二氯甲烷需要氯氣0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯氣0.75mol氯氣，生成0.25mol四氯化碳需要氯氣1mol，所以總共消耗氯氣的物質(zhì)的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol。