Question

20．已知：CH₃Cl常温下为气态，难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂．实验室制备CH₃Cl原理为：
CH₃OH+HCl（浓）$→_{150℃}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl↑+H₂O
（1）实验步骤如下：
①由ZnCl₂•6H₂O晶体制得无水ZnCl₂的实验方法是在干燥的HCl气流中加热；
②称取13.6g研细的无水ZnC_l2，量取20mL浓盐酸、一定量的CH₃OH，分别放入下列最佳装置Ⅲ（填装置编号）的对应仪器中；

③产生的CH₃Cl气体，最好选用排水法（填“向上排空气法”、“向下排空气法”或“排水法”）收集，原因是CH₃Cl难溶于水，用排水法收集同时可除去HCl、CH₃OH等杂质气体．
（2）为探究CH₃Cl与CH₄分子稳定性的差别，某化学兴趣小组设计实验验证CH₃Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液氧化．（已知：CH₃Cl被酸性高锰酸钾溶液氧化生成两种气体）
①将CH₃Cl制备装置中产生的气体依次通过装有下列试剂的洗气瓶BAC（填编号顺序）．
A.1.5%KMnO₄（H⁺）溶液B．蒸馏水C．NaOH溶液
如果观察到KMnO₄溶液紫色褪去现象，则证明CH₃Cl稳定性弱于CH₄，其反应的离子方程式为10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
②为处理未反应完的CH3Cl，还应在上述洗气瓶后接一只盛乙醇（或其它有机溶剂）（填试剂名称）的洗气瓶．

Answer 1

分析 本题是利用甲醇与浓盐酸反应制备CH₃Cl，涉及具体的制备过程是先在干燥的HCl气流中加热ZnCl₂晶体得到无水ZnCl₂，再将无水ZnCl₂和量取20mL浓盐酸放入圆底烧瓶并滴加一定量的甲醇，经加热后会有CH₃Cl生成，因CH₃Cl中混有挥发出的HCl及甲醇，选择排水法收集生成的气体的同时还可以除杂，另外还探究了的稳定性及含有CH₃Cl尾气的处理；
（1）①因ZnCl₂晶体直接加热时，因Zn²⁺水解，如果直接加热最终得到的是Zn（OH）₂，因此要用浓盐酸或HCl气体抑制其水解的同时加热；
②该实验为固液加热型，且反应物易挥发，故选Ⅲ；
③因反应混合物中的盐酸和甲醇均易挥发，生成的CH₃Cl中会混有挥发出的杂质，同时CH₃Cl难溶于水，选用排水法收集的同时还会有除杂的作用；
（2）①如果CH₃Cl能被酸性高锰酸钾氧化，则酸性高锰酸钾溶液本身会褪色，同时可能会生成CO₂和Cl₂，因此要注意尾气的处理；
②因CH₃Cl易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂，因此的尾气可选择有机溶剂吸收．

解答 解：（1）①在加热ZnCl₂晶体时可选择通HCl气体抑制其水解；
故答案为：在干燥的HCl气流中加热；
②该实验为固液加热型，且反应物易挥发，故选Ⅲ；
故答案为：Ⅲ；
③因CH₃Cl中混有易溶于水的杂质气体，用排水法可以即除杂又可收集，故答案为：CH₃Cl不易溶于水，用排水法可除去HCl、CH₃OH等杂质气体；
故答案为：排水法；CH₃Cl难溶于水，用排水法收集同时可除去HCl、CH₃OH等杂质气体；
（2）①如果CH₃Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化，可选择先通过盛有水的洗气瓶除去可能混合有的HCl和甲醇，再通过盛有的酸性高锰酸钾洗气瓶，溶液的紫色会褐去，最后通过盛Na₂SO₃的洗气瓶吸收生成的氯气防污染，CH₃Cl与酸性高锰酸钾的反应为：10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
故答案为：BAC； KMnO₄溶液紫色褪去；10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
②CH₃Cl易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂，可选择酒精吸收CH₃Cl的尾气；
故答案为：乙醇（或其它有机溶剂）．

点评 本题考查了物质的制备，涉及实验操作、盐类水解、物质的性质检验及反应原理的探究，综合性较强，但基础性知识偏多，难度不大，离子方程式的书写错误率可能偏高点．