Question

利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)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                       

（2） 設V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理論上欲取代反應獲得最多的氯化氫則x≥        

（3） D裝置的石棉中均勻混有KI粉末其作用是                     。
（4） 在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式                          。
（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.分液法       B.蒸餾法      C.萃取分液法        D.結晶法
（6）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

Answer 1

(12分) （每空2分）（1）干燥甲烷和氯氣 （2）4  （3） 除去未反應掉的氯氣
（4）CH₄+2Cl₂C+4HCl  （5）A  （6）A 、B

解析試題分析：（1）濃硫酸具有吸水性，而生成的氯氣中含有水，所以B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體之外，還具有干燥作用。
（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應，反應特點是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，如果設V(Cl₂)/V(CH₄)＝x，因此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，即x≥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粉末的作用是吸收過量的氯氣。
（4）甲烷與氯氣反應生成一氯甲烷的方程式為 CH₄+2Cl₂C+4HCl。
（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，可用分液分開，答案選A。
（6）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，另外還可能有過量的甲烷，即尾氣的主要成分是一氯甲烷和甲烷，答案選AB。
考點：考查氯氣的制備、氯氣和甲烷發(fā)生取代反應的有關判斷、物質的分離和提純等
點評：該題是基礎性試題的考查，難度不大，明確甲烷的化學性質是答題的關鍵。該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準確及靈活運用知識解決實際問題的能力。