Question

16．氯及其化合物在合成消毒剂、药物等方面具有广泛用途．二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，某兴趣小组通过如图装置，对二氧化氯及氯气的性质进行了研究：
（1）打开分液漏斗A的活塞，烧瓶中发生反应：2NaClO₃+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
为使ClO₂在C中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（2）ClO₂处理过的饮用水会含有一定量的NaClO₂．若要除去超标的NaClO₂，下列物质最适宜的是d（填标号）．
a．明矾  b．碘化钾   c．盐酸    d．硫酸亚铁
（3）写出D中甲烷的第一步反应化学方程式CH₄+Cl₂ $\stackrel{光照}{→}$ CH₃Cl+HCl
（4）E装置的作用是cd（填编号）．
a．收集气体       b．吸收氯气     c．防止倒吸      d．吸收氯化氢
（5）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液．
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ab（填编号）．
a．CH₄ b．CH₃Cl     c．CH₂Cl₂d．CHCl₃

Answer 1

分析 （1）为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢；
（2）亚氯酸盐具有氧化性，Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子；
（3）甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢；
（4）反应过程中生成氯化氢，装置E是吸收氯化氢，防止倒吸的作用；
（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，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）为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢，故滴加稀盐酸的速度要慢，
故答案为：慢；
（2）若要除去超标的亚氯酸盐，ac均不能还原亚氯酸盐，b中KI具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用，只有d中Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，则最适宜的是d，故答案为：d；
（3）甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式为：CH₄+Cl₂ $\stackrel{光照}{→}$ CH₃Cl+HCl，
故答案为：CH₄+Cl₂ $\stackrel{光照}{→}$ CH₃Cl+HCl；
（4）反应过程中生成氯化氢，装置E是吸收氯化氢，防止倒吸的作用，所以选择cd，
故答案为：cd；
（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，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．
故答案为：分液，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．