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：
 
A          B            C                   D              E
（1）寫出A裝置中發生反應的離子方程式                                         
（2）B裝置主要有三種功能：①            ②            ③均勻混合氣體；
（3）設V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x的值應≥            
（4）D裝置中棉花上均勻滴有足量淀粉KI濃溶液，其作用是                ，一段時間后發現
棉花由白色變為   色。
（5）在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出反應的化學方程式                                           。
（6）E裝置中使用球形干燥管的作用是                                       
（7）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      （填字母）。

A．分液法

B．蒸餾法

C．過濾

D．結晶法

Answer 1

（1）MnO₂+4H⁺ +2Cl^－Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O  (2分)
（2）①干燥混合氣體②控制氣流速度
（3）4
（4）吸收過量的氯氣   藍色
（5）CH₄+2Cl₂C+4HCl
（6）防倒吸
（7）A

解析試題分析：（1）結合所給藥品分析，裝置A是實驗室制備氯氣的反應，離子反應為：MnO₂+4H⁺ +2Cl^－     Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O 。（2）甲烷的取代反應需要純凈的氯氣，瓶中裝濃硫酸有干燥氣體的作用，將兩種氣體在瓶中混勻，有緩沖、控制氣流的作用。（3）1摩爾氯氣參加反應只能取代1摩爾氫原子，要獲得最多的氯化氫，將甲烷中的4個氫原子全部取代，最少需要4體積氯氣。（4）吸收過量的氯氣生成碘單質，遇淀粉變為藍色。（5）CH₄+2Cl₂C+4HCl 。（6）氯化氫極易溶于水，連接干燥管可防止倒吸。（7）制得的鹽酸中混有不溶于水的鹵代烴，分液可分離。
考點：考查氯氣的制取和性質、甲烷的取代反應。