题目内容
【题目】某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐酸实现了变废为宝的梦想，其生产原理可在实验室中模拟如下，请根据要求填空：
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式_____；
（2）B装置的三种功能是①干燥混合气体，②使气体混合均匀，③_____；
（3）设
=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应___；
（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁附着有油珠，写出生成产物中密度最大的物质的化学方程式___；
（5）D装置的作用是___(填编号)；
A．收集气体 B．吸收氯气 C．防止倒吸 D．吸收氯化氢
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_____(填编号)。
①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4
【答案】MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 控制气体流速 大于或等于4 CH4＋4Cl2
CCl4＋4HCl CD ①②
【解析】
实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2，Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应，生成多种氯代甲烷和HCl，生成产物中密度最大的物质为四氯化碳，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，
（1）MnO2和HCl（浓）共热反应生成MnCl2、Cl2和水；
（2）依据气体冒出速率可知气体的流速，浓硫酸可以干燥氯气和甲烷；
（3）甲烷可以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，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷中H被完全取代；
（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁有油珠附着，生成产物中密度最大的物质为CCl4；
（5）装置C中反应生成的HCl用水吸收获得盐酸，由于氯化氢极易溶于水需要防止倒吸；
（6）甲烷可以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；生成的HCl溶于水生成盐酸；尾气中含有一氯甲烷、甲烷、氯气。
（1）MnO2能将HCl（浓）氧化为Cl2，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。
（2）生成的氯气中含有H2O（g），因浓硫酸具有吸水性，B装置除具有干燥混合气体、均匀混合气体之外，还可以根据观察气泡控制气流速度的作用，故答案为：控制气流速度。
（3）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设
=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷中H被完全取代，x应大于或等于4，故答案为：≥4。
（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁有油珠附着，生成产物中密度最大的物质为CCl4，甲烷和氯气发生取代反应生成密度最大的物质的化学方程式为：CH4+4Cl2
CCl4+4HCl，故答案为：CH4+4Cl2CCl4+4HCl。
（5）装置C中反应生成的HCl用水吸收获得盐酸，由于氯化氢极易溶于水需要防止倒吸，故答案为：CD。
（6）甲烷可以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，反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，所以尾气的主要成分是未反应的甲烷、Cl2和生成的一氯甲烷气体，应进行尾气处理，故答案为：①②。
