利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實．某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設計的裝置如圖所示：

（1）A中制取Cl2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1mol CH4與Cl2發(fā)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
 
．
考點：甲烷的取代反應
專題：實驗題
分析：（1）MnO2能將HCl（濃）氧化為MnCl2和Cl2；
（2）氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，所以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；
（3）尾氣中含有有毒氣體CH3Cl和過量的甲烷，容易污染空氣，需要進行尾氣處理；
（4）鹽酸和有機物不能互溶，所以可以采用分液的方法分離；
（5）根據(jù)四種取代物的物質的量相等結合碳原子守恒計算取代物的物質的量，再根據(jù)被取代的氫原子和氯氣分子之間的關系式計算消耗氯氣的物質的量；
解答： 解：甲烷與氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應生成多種氯代甲烷和氯化氫．A裝置是濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣的發(fā)生裝置，通過B裝置，除去氯氣中的水蒸氣，控制兩種氣體的流速，使氯氣和甲烷混合均勻，C裝置是甲烷和氯氣發(fā)生取代反應的裝置，D裝置盛有濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，尾氣中含有有毒氣體CH3Cl和過量的甲烷，容易污染空氣，需要進行尾氣處理．
（1）MnO2能將HCl（濃）氧化為MnCl2和Cl2，A中制取Cl2反應的化學方程式MnO2+4HCl（濃）
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案為：MnO2+4HCl（濃）
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）濕潤的KI粉末可以用來除去過量的氯氣，發(fā)生反應：2KI+Cl2=2KCl+I2，
故答案為：除去過量的氯氣；
（3）由于上述過程中產(chǎn)生的氯氣和HCl均易導致大氣污染，所以E的作用是吸收尾氣，HCl極易溶于水易發(fā)生倒吸，所以E還可以防止倒吸，
故答案為：C；
（4）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，
故答案為：分液；
（5）1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應，若生成相同物質的量的四種取代物，所以每種取代物的物質的量是0.25mol，甲烷和氯氣的取代反應中，被取代的氫原子的物質的量與氯氣的物質的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯氣0.25mol氯氣，生成0.25mol二氯甲烷需要氯氣0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯氣0.75mol氯氣，生成0.25mol四氯化碳需要氯氣1mol，所以總共消耗氯氣的物質的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol，
故答案為：2.5mol；
點評：本題考查氯氣的制備以及甲烷與氯氣的取代反應，題目難度中等，本題注意實驗的原理，以及甲烷的取代反應中被取代的氫原子和氯氣之間的關系．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

堿性鋅錳電池的總反應是：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2，電解質是KOH．下列說法正確的是（　�。�
A、堿性鋅錳電池是二次電池
B、MnO2發(fā)生了還原反應
C、反應消耗 0.65gZn，有0.01 mol電子發(fā)生轉移
D、電池正極的反應為：Zn+2 OH--2e-=Zn（OH）2

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科目：高中化學 來源： 題型：

蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置．有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應是：
NiO2+Fe+2H2O  
放電
充電
  Fe（OH）2+Ni（OH）2．用此蓄電池分別電解溶液，假如電路中轉移了0.2
mol e-，且電解池的電極均為惰性電極，試回答下列問題：
（1）若此蓄電池充電時，該電池某一電極發(fā)生還原反應的物質是
 
（填序號）．
A．NiO2         B．Fe     C．Fe（OH）2     D．Ni（OH）2
（2）電解含有0.1mol CuSO4和0.1mol NaCl的混合溶液100mL，陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

SCl2是一種重要的化工用品．
（1）SCl2中兩種原子最外層電子均滿足8電子穩(wěn)定結構，其結構式為
 
．
（2）下列事實不能作為判斷氯、硫元素非金屬性強弱依據(jù)的是
 
（填字母）．
a．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性               b．最高價氧化物對應水化物的酸性
c．單質與氫氣反應的難易             d．與金屬化合時每個原子得電子數(shù)目
（3）SCl2與乙烯作用，將得到芥子氣（一種化學毒氣），其反應為：SCl2+2CH2=CH2→S（CH2CH2Cl）2．從有機化學反應類型看，該反應屬于
 
反應．

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科目：高中化學 來源： 題型：

某化學研究性學習小組用CO還原Fe2O3，并在實驗結束后用磁鐵吸出生成的黑色粉末X進行探究．
探究目的：分析黑色粉末X的組成，并進行相關實驗．
查閱資料：
①CO還原Fe2O3的實驗中若溫度不同、受熱不均時會生成Fe3O4，也能被磁鐵吸引．
②Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe+4HNO3（�。�=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
④3Fe3O4+28HNO3（稀）=9Fe（NO3）3+NO↑+14H2O
實驗探究：
Ⅰ．定性檢驗
編號實驗操作實驗現(xiàn)象
①取少量黑色粉末X放入試管1中，注入濃鹽酸，微熱黑色粉末逐漸溶解，溶液呈黃綠色；有氣泡產(chǎn)生
②向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩溶液出現(xiàn)血紅色
③另取少量黑色粉末X放入試管2中，注入足量硫酸銅溶液，振蕩，靜置有極少量紅色物質析出，仍有較多黑色固體未溶解
（1）實驗③發(fā)生的反應的離子方程式為
 
．
（2）上述實驗說明黑色粉末X中含有
 
．
Ⅱ．定量測定
根據(jù)如圖所示的實驗方案進行實驗并記錄數(shù)據(jù)：

（1）操作Z的名稱是
 
．
（2）通過以上數(shù)據(jù)，得出13.12g黑色粉末X中各成分的物質的量為
 
．
（3）若溶液Y的體積仍為200mL，則溶液Y中c（Fe3+）=
 
mol/L．

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科目：高中化學 來源： 題型：

由CH4和CO組成的混合氣體，在標準狀況下的平均密度為0.848g/L，則該混合氣體的平均摩爾質量為
 
，混合氣體中CH4和CO的物質的量之比為
 
，CH4和CO質量之比為
 
，若點燃的76g該混合氣體使其完全燃燒，則要消耗氧氣質量為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應用．
（1）實驗室制氨氣的化學方程式是
 
．
（2）如圖所示，向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，迅速蓋上蓋，觀察現(xiàn)象．

①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙，發(fā)生反應的化學方程式為
 
．
②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象，一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是
 
（寫化學式，一種即可）．
③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀，過一段時間后變成紅褐色，發(fā)生的反應包括Fe2++2NH3?H2O=Fe（OH）2↓+2NH+4和
 
．
（3）某工廠利用氨水可以將SO2和NO2吸收，原理如圖所示：

NO2被吸收的離子方程式是
 
．
（4）設想用氮氣生產(chǎn)硝酸銨的每一步轉化率均為100%，某工廠用28噸氮氣最多可以生產(chǎn)多少噸硝酸銨？

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科目：高中化學 來源： 題型：

在水的電離平衡中，c（H+）和c（OH-）的關系如圖所示：
（1）A點水的離子積為1×10-14，B點水的離子積為
 
．造成水的離子積變化的原因是
 
．
（2）25℃時，H2R在水溶液中的電離方程式為：H2R=H++HR-，HR-?H++R2-
①0.1mol/LH2R溶液的pH
 
1（“＞”、“＜”或“=”）．
②在0.1mol/LNaHR溶液中，各離子濃度由大到小的順序是：
 
．
（3）100℃時，0.01mol/LNaOH溶液的pH=
 
．
（4）100℃時，將pH=8的Ba（OH）2溶液與pH=5的稀鹽酸混合，并保持100℃恒溫，欲使混合溶液的pH=7，則Ba（OH）2溶液與鹽酸的體積比為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

高一入學體檢時，小明體檢的血液化驗單中，出現(xiàn)了如下所示的體檢指標．表示該體檢指標的物理量是（　�。�
甘油三酯　　0.52　mmol/L；　總膽固醇    4.27  mmol/L．
A、溶解度B、物質的量濃度
C、質量分數(shù)D、摩爾質量

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