Question

【題目】Ⅰ利用下圖裝置驗證同主族元素非金屬性的變化規律。

(1)若要證明非金屬性：Cl>I，A中加濃鹽酸，B中加KMnO4(KMnO4與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣，C中加淀粉碘化鉀溶液，觀察到C溶液中的現象是__________，即可證明。可用__________溶液吸收尾氣。

(2)若要證明非金屬性：C>Si，則在A中加鹽酸，B中加CaCO3，C中加Na2SiO3溶液，觀察到C中溶液的現象是__________，即可證明。但有的同學認為鹽酸具有揮發性，應用__________溶液除去。

Ⅱ利用甲烷與氯氣發生取代反應的副產品生產鹽酸的設想在工業上已成為現實。某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設計的裝置如下圖所示：

(1)A中制取氯氣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1molCH4與Cl2發生取代，測得4種有機取代物的物質的量相等，則消耗的氯氣的物質的量是____。

Answer 1

【答案】無色溶液變藍 NaOH 生成白色沉淀 飽和碳酸氫鈉 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2 C 分液 2.5mol

【解析】

I．(1)根據非金屬性越強單質的氧化性越強分析；

(2)根據非金屬性越強最高價氧化物的酸性越強分析；

Ⅱ．本實驗的目的是利用甲烷與氯氣發生取代反應的副產品生產鹽酸，首先在裝置A中利用濃鹽酸和二氧化錳共熱制取氯氣，甲烷和生成的氯氣經濃硫酸干燥后通入B裝置在光照條件下發生取代反應，D中用吸附著潮濕的KI粉末的石棉吸收未反應的氯氣，裝置E中用水吸收生成的HCl氣體，同時有取代反應的有機產物冷凝，與生成的鹽酸分層，可分液分離得到鹽酸；HCl極易溶于水，干燥管可以防止倒吸。

I．(1)濃鹽酸和高錳酸鉀反應生成的氯氣進入裝置C中，根據非金屬性越強單質的氧化性越強可知，若氯氣將淀粉碘化鉀溶液中的碘離子氧化成碘單質，則可以證明Cl的非金屬性更強，而淀粉遇碘變藍，所以當觀察到無色溶液變藍，即可證明非金屬性Cl>I；氯氣可以和NaOH反應，所以可以用NaOH溶液吸收尾氣；

(2)鹽酸可以和碳酸鈣反應生成二氧化碳，二氧化碳進入C裝置，根據非金屬性越強，最高價氧化物的酸性越強，若裝置C中生成硅酸，則可證明非金屬C>Si，而硅酸不溶于水，所以觀察到C中生成白色沉淀，即可證明；二氧化碳中混有的HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液除去；

Ⅱ．(1)濃鹽酸和二氧化錳共熱生成氯氣的化學方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)潮濕的KI粉末可用除去HCl中未反應的Cl2；

(3)E裝置的作用是吸收反應生成的HCl，所以選C；

(4)生成的有機物與鹽酸不互溶，所以可以分液分離得到鹽酸；

(5)將1molCH4與Cl2發生取代，測得4種有機取代物的物質的量相等，即生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為0.25mol，根據元素守恒可知Cl原子為2.5mol，取代反應中有一個氯原子取代一個氫原子的同時還會生成一個HCl，所以HCl還有2.5molCl原子，所以消耗的氯氣的物質的量為2.5mol。