Question

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）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③

干燥混合氣體

（2）設V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x≥

4

（3）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）寫出C裝置中所發生反應的化學反應方程式（任意寫一個）：

CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl

．
（5）E裝置中除鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為

A

．
A、分液法     B、蒸餾法         C、萃取分液法        D、結晶法
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

AB

（填編號）．
A、CH₄        B、CH₃Cl         C、CH₂Cl₂            D、CHCl₃．

Answer 1

分析：（1）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫；
（2）甲烷可以和氯氣發生取代反應，產物為氯化氫和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；
（3）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質；
（4）甲烷可以和氯氣發生取代反應生成一氯甲烷和氯化氫；
（5）最后生成的HCl溶于水生成鹽酸，與有機物可用分液的方法分離；一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷．

解答：解：（1）生成的氯氣中含有水，B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體之外，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用，
故答案為：干燥混合氣體；
（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x值應保證甲烷被完全取代，x≥4，
故答案為：4；
（3）氯氣具有氧化性，KI中-1價的碘能被氯氣氧化，產物為氯化鉀固體和碘單質，所以，D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，能吸收過量的氯氣，故答案為：吸收過量的氯氣；
（4）甲烷與氯氣反應生成一氯甲烷的方程式為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl，故答案為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；
（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；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，還可能有過量的甲烷，故答案為：A；AB．

點評：本題主要考查了甲烷和氯氣的反應，掌握甲烷的化學性質是解答的關鍵，題目較簡單．