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(xué)在實(shí)驗(yàn)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(xué)方程式為____。如果實(shí)驗(yàn)時(shí)圓底燒瓶加熱時(shí)間過長(zhǎng)，最終在瓶底得到一種白色物質(zhì)，該物質(zhì)的化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)液對(duì)吸收液進(jìn)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(yàn)CH3X中的鹵素原子。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)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(qǐng)寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_____。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明HBr是強(qiáng)酸：____(簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)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(qǐng)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(cè)0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或測(cè)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(shí)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(shí)間過長(zhǎng)會(huì)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(jìn)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(jī)酸酯類比寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；

②強(qiáng)酸在水中完全電離，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；

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(xué)鍵更易斷裂，并且形成沉淀時(shí)，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(xué)方程式為CH3OH+HClCH3Cl+H2O；加熱時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致氯化鋅水解生成氫氧化鋅或氧化鋅沉淀，化學(xué)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(jiǎn)式為：CH3ONO2；
②若HBr為強(qiáng)酸，則HBr在水中能夠完全電離，并且其形成的強(qiáng)堿鹽不會(huì)水解，據(jù)此可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為：常溫下，測(cè)0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或測(cè)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(shí)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(shí)溴化銀的溶度積更小，更容易形成溴化銀。