Question

12．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：

根据要求填空：
（1）实验室制取Cl₂的化学反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）写出CH₄与Cl₂生成一氯代物的化学反应方程式CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl．取代反应
（3）B装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③干燥混合气体．
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液．
（5）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是AB（填编号）．
A．CH₄    B．CH₃Cl      C．CH₂Cl₂      D．CHCl₃     E．CCl₄．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件制备氯气；
（2）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应；
（3）浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气和氯化氢；
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，三种取代物都不溶于水；
（5）氯气与甲烷反应生成产物中氯化氢、一氯甲烷为气体，其余为液态．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，第一步反应生成一氯甲烷和氯化氢，化学方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案为：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（3）浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气和氯化氢，所以B装置还能用来干燥混合气体，故答案为：干燥混合气体；
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、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，能分层，可用分液分开，
故答案为：分液；
（5）甲烷与氯气发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，故选AB．

点评 本题考查甲烷和氯气的取代反应、氯气的实验室制法，明确甲烷发生取代反应的原理及得到氯代烷的性质是解题关键，题目难度不大．