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：

根據設計要求回答：

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

（2）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_______________。

（3）E裝置的作用是________(填編號)。

A．收集氣體 B．吸收氯氣

C．防止倒吸 D．吸收氯化氫

（4）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，寫出生成黑色小顆粒的化學方程式_________________________________________________________。

（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出有機物的最佳方法為________。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________(填編號)。

a．CH4 　　　 b．CH3Cl　　　 c．CH2Cl2 d．CHCl3　　 e．CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合氣體吸收過量的氯氣CDCH4＋2Cl2C＋4HCl'分液ab

【解析】

（1）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫；（2）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質；（3）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要放倒吸；（4）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為炭黑，說明有碳生成；（5）甲烷可以和氯氣發生取代反應，產物為氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；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

(1)B裝置的三個作用為：①控制氣流速度從而達到合適的反應比例；②均勻混合氣體，便于后續實驗；③干燥混合氣體。

(2) 氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止過量的氯氣排入空氣中污染環境，反應的化學方程式為Cl2＋2KI=2KCl＋I2。

(3)E裝置既吸收反應生成的HCl氣體，同時還防止倒吸。

(4)據信息可知生成的黑色小顆粒為炭黑，說明在強光照射下可發生根據原子守恒應為CH4＋2Cl2C＋4HCl。

(5)最后從D中分離出的氣體有HCl易溶于水，可用分液的方法分離，分離難溶于水的油狀液體可用分液法。