Question

19．从有机反应R-H+Cl₂$\frac{\underline{\;光或催化剂\;}}{\;}$ R-Cl+HCl制取副产品盐酸的设想已成为现实．请根据所给模拟装置图回答下列问题：

（1）写出实验室制Cl₂的离子方程式MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
（2）装置B中盛放的溶液是饱和食盐水，作用是除去氯气中的氯化氢．
（3）装置C有三种功能：①干燥Cl₂、CH₄；②使CH₄、Cl₂充分混合；③观察气泡的产生情况，便于控制两种气体的配比．
（4）玻璃管E中放在石棉碎块上的碘化钾的作用是：除去未反应完的Cl₂．导管末端“肚形”装置的作用是防止倒吸．
（5）从F中分离出盐酸的最佳方法是分液．该套实验装置还存在的缺陷是有进行尾气（CH₃Cl等）处理．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰和氯气和水；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有挥发的氯化氢；氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中的溶解度较小；
（3）装置C 可以使气体混合均匀，浓硫酸具有吸水性，能够干燥混合气体；
（4）碘化钾能够与过量的氯气发生反应生成氯化钾和单质碘，用来吸收过量的氯气；反应后剩余的氯化氢气体能够污染空气，不能排放到空气中，需要吸收，氯化氢易溶于水需要放倒吸；
（5）甲烷和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物可用分液的方法分离，注意尾气一氯甲烷的处理．

解答 解：（1）浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式：MnO₂+2Cl^-+4H⁺ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有挥发的氯化氢；氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，
故答案为：饱和食盐水； 除去Cl₂中混有的HCl；
（3）装置C中装有浓硫酸能够干燥混合气体，能够使氯气与甲烷混合均匀；
故答案为：①干燥Cl₂、CH₄；②使CH₄、Cl₂充分混合；
（4）碘化钾能够与过量的氯气发生反应生成氯化钾和单质碘，用来吸收过量的氯气；装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中，氯化氢易溶于水需要防止倒吸，E装置在吸收氯化氢时可防止倒吸，
故答案为：除去未反应完的Cl₂；防止倒吸；
（5）甲烷和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷为气态，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，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；一氯甲烷为气体，需要对尾气进行处理，
故答案为：分液；有进行尾气（CH₃Cl等）处理．

点评 本题考查了甲烷和氯气的取代反应、氯气的实验室制法，熟悉反应原理是解题关键，题目难度不大．