Question

【題目】利用甲烷與氯氣發生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業上已成為現實．某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下：

(1)裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③________________________________________ 。

(2)設，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則 ____________________ 。

(3)裝置的石棉中均勻混有粉末，其作用是________________________________________________________________。

(4)寫出裝置中CH4與Cl2生成一氯代物的化學反應方程式：__________________________________.。

(5)①裝置中除鹽酸外，還含有有機物，從中分離出鹽酸的最佳方法為______。

、分液法、蒸餾法、萃取分液法、結晶法

②該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為_______。

、、、、

Answer 1

【答案】干燥混合氣體(或吸水) 4 吸收過量的氯氣 CH4+Cl2→CH3Cl+HCl A B

【解析】

在加熱條件下，實驗室用濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣，在光照條件下，甲烷和氯氣發生取代反應生成氯代烴和氯化氫，生成的黑色小顆粒為碳單質，氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，最后生成的氯化氫溶于水得到鹽酸，互不相溶的液體采用分液的方法分離，一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，據此答題。

在加熱條件下，實驗室用濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣，在光照條件下，甲烷和氯氣發生取代反應生成氯代烴和氯化氫，生成的黑色小顆粒為碳單質，氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，最后生成的氯化氫溶于水得到鹽酸，互不相溶的液體采用分液的方法分離，一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷；

(1)在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯氣，同時生成的氯氣中還含有水分，濃硫酸具有吸水性、脫水性和強氧化性，所以B裝置除了控制氣流速度、均勻混合氣體外，還有干燥作用；

(2)氯氣與甲烷發生取代反應，反應特點是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設V(Cl2)/V(CH4)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則應保證甲烷被完全取代，x應大于或等于4；

(3)氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，所以D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是吸收過量的氯氣；

(4)甲烷和氯氣在光照條件下生成一氯甲烷和氯化氫，發生反應的化學方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl；

(5)①鹽酸和有機物不能互溶，所以可以采用水洗分液的方法分離，故選A；

②反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，即尾氣中含有一氯甲烷，故答案為B。