Question

2．某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷于氯气的反应．根据题意，回答下列问题：
①CH₄与Cl₂发生反应需用光照（或光亮处）光照射；若用日光直射，可能会引起爆炸．书写生成一氯甲烷的化学反应方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl
②实验中可观察的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，量筒内黄绿色气体颜色变浅，量筒内液面上升等．
③用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反应．
④实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体--光气，反
应化学方程式为2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，上述反应B（填选项符号，下同）
A．属于取代反应                   B．不属于取代反应
为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是BE
A．氢氧化钠溶液      B．硝酸银溶液             C．稀盐酸
D．水                E．湿润的蓝色石蕊试纸     F．湿润的无色酚酞试纸．

Answer 1

分析 ①甲烷为饱和烷烃，在光照条件下能够与氯气发生取代反应，若用日光直射，可能会引起爆炸；甲烷与氯气发生一氯取代反应生成一氯甲烷和氯化氢；
②甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，量筒内液面上升．因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl^-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，反应生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下是无色油液体；
③氯气在饱和食盐水中的溶解度降低；
④取代反应是指有机化合物分子中任何一个原子或基团被试剂中同类型的其它原子或基团所取代的反应；依据反应2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，生成的产物氯化氢的性质解答．

解答 解：①CH₄和Cl₂在光照（或光亮处）条件下发生反应，若用日光直射，反应非常剧烈，可能会引起爆炸，甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为：CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案为：光照（或光亮处）；爆炸；CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl；
②甲烷发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗所以量筒内颜色变浅，气体减少所以压强减小，量筒内的压强减小，量筒内液面上升．因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl^-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，反应生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常温下是无色油液体，所以看到的现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，量筒内黄绿色气体颜色变浅；量筒内液面上升；
故答案为：量筒内黄绿色气体颜色变浅　量筒内液面上升；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，饱和食盐水电离出氯离子，氯气在饱和食盐水中的溶解度降低，所以用饱和食盐水而不用水的原因是降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反应，
故答案为：降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反应；
④反应前碳与氢原子和三个氯原子都是以单的键相连，反应之后碳氧之间是双键，不符合取代反应的特点，不所以取代反应；
氯仿如果变质则发生反应2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，生成的氯化氢溶于水，电离产生氢离子和氯离子，所以能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，加入硝酸银溶液会发生反应生成白色的氯化银沉淀，
故选：B；BE．

点评 本题考查了探究甲烷于氯气的反应的实验，熟悉甲烷的结构、性质是解题关键，注意④为易错选项，抓住物质的性质是解题关键，题目难度中等．