Question

利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)．某化學(xué)興趣小組通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過(guò)程，其設(shè)計(jì)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

干燥混合氣體

（2）設(shè)V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x≥

4

（3）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是

吸收過(guò)量的氯氣

．
（4）寫(xiě)出C裝置中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式（任意寫(xiě)一個(gè)）：

CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl

．
（5）E裝置中除鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為

A

．
A、分液法     B、蒸餾法         C、萃取分液法        D、結(jié)晶法
該裝置還有缺陷，原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分為

AB

（填編號(hào)）．
A、CH₄        B、CH₃Cl         C、CH₂Cl₂            D、CHCl₃．

Answer 1

分析：（1）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫；
（2）甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；
（3）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)；
（4）甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成一氯甲烷和氯化氫；
（5）最后生成的HCl溶于水生成鹽酸，與有機(jī)物可用分液的方法分離；一氯甲烷是氣體，還可能有過(guò)量的甲烷．

解答：解：（1）生成的氯氣中含有水，B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體之外，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用，
故答案為：干燥混合氣體；
（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設(shè)

V(Cl2)

V(CH4)

=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)保證甲烷被完全取代，x≥4，
故答案為：4；
（3）氯氣具有氧化性，KI中-1價(jià)的碘能被氯氣氧化，產(chǎn)物為氯化鉀固體和碘單質(zhì)，所以，D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，能吸收過(guò)量的氯氣，故答案為：吸收過(guò)量的氯氣；
（4）甲烷與氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷的方程式為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl，故答案為：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；
（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，能分層，可用分液分開(kāi)；反應(yīng)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，還可能有過(guò)量的甲烷，故答案為：A；AB．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了甲烷和氯氣的反應(yīng)，掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．