Question

19．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）A装置中发生反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
（2）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③干燥混合气体．
（3）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，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：CH₄+2Cl₂$\stackrel{强光}{→}$C+4HCl．
（4）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是：吸收过量的氯气．
（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．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③干燥混合气体干燥混合气体；
（3）依据题意：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，可知甲烷与氯气在强光下反应生成碳和氯化氢；
（4）氯气能将碘化钾氧化为碘单质；
（5）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．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
 （2）装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③干燥混合气体干燥混合气体；
故答案为：控制气流速度；
（3）甲烷与氯气在强光下反应生成碳和氯化氢，化学方程式：CH₄+2Cl₂$\stackrel{强光}{→}$C+4HCl；
故答案为：CH₄+2Cl₂$\stackrel{强光}{→}$C+4HCl； 
 （4）氯气具有氧化性，KI中-1价的碘能被氯气氧化，产物为氯化钾固体和碘单质，所以，D装置的石棉中均匀混有KI粉末，能吸收过量的氯气，
故答案为：吸收过量的氯气；
 （5）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；
故答案为：分液．

点评 本题考查氯气的制备以及甲烷与氯气的取代反应，题目难度中等，本题注意把握题给信息，注意把握产物的判断．