Question

9．某中学化学兴趣小组在实验室利用甲烷与氯气反应制取副产品盐酸，其设计的装置如图：

根据要求填空：
（1）写出CH₄与Cl₂生成一氯代物的化学反应方程式CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（2）B装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③干燥混合气体；
（3）D装置中的石棉上吸附着KI饱和液及KI粉末，其作用是除去过量的氯气；
（4）E装置的作用是B D（填编号）；
A．收集气体     B．防止倒吸      C．吸收氯气     D．吸收氯化氢
（5）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液．
（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是AE（填编号）．
A．CH₃Cl      B．CH₂Cl₂      C．CHCl₃     D．CCl₄ E．CH₄．

Answer 1

分析 （1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，一氯取代反应生成一氯甲烷和氯化氢；
（2）浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气和氯化氢；
（3）氯气能将碘化钾氧化为碘单质；
（4）反应后剩余的氯化氢气体能够污染空气，不能排放到空气中，需要吸收，氯化氢易溶于水需要放倒吸；
（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；
（6）一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷．

解答 解：（1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，第一步反应生成一氯甲烷和氯化氢，化学方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案为：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（2）浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气和氯化氢，所以B装置还能用来干燥混合气体，
故答案为：干燥混合气体；
（3）氯气能将碘化钾氧化为碘单质，KI饱和溶液及KI粉末可除去过量的氯气，
故答案为：除去过量的氯气；
（4）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防止倒吸，E装置在吸收氯化氢时可防止倒吸，BD符合，
故答案为：BD；
（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；
故答案为：分液；
（6）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 AE，
故答案为：AE．

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．