Question

【题目】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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

根据设计要求回答：

（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③____________。

（2）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_______________。

（3）E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

（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出生成黑色小颗粒的化学方程式_________________________________________________________。

（5）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出有机物的最佳方法为________。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)。

a．CH4 　　　 b．CH3Cl　　　 c．CH2Cl2 d．CHCl3　　 e．CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合气体吸收过量的氯气CDCH4＋2Cl2C＋4HCl'分液ab

【解析】

（1）浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢；（2）氯气能将碘化钾氧化为碘单质；（3）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放倒吸；（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒为炭黑，说明有碳生成；（5）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；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；一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷

(1)B装置的三个作用为：①控制气流速度从而达到合适的反应比例；②均匀混合气体，便于后续实验；③干燥混合气体。

(2) 氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止过量的氯气排入空气中污染环境，反应的化学方程式为Cl2＋2KI=2KCl＋I2。

(3)E装置既吸收反应生成的HCl气体，同时还防止倒吸。

(4)据信息可知生成的黑色小颗粒为炭黑，说明在强光照射下可发生根据原子守恒应为CH4＋2Cl2C＋4HCl。

(5)最后从D中分离出的气体有HCl易溶于水，可用分液的方法分离，分离难溶于水的油状液体可用分液法。