Question

13．把1体积CH₄和1体积Cl₂组成的混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里，放在光亮处．
（1）试推测可观察到的现象：
①气体颜色变浅；②液面上升；③有油状液滴出现；④有白色晶体析出；
（2）若向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液，又有什么现象？溶液变红；
（3）若将食盐水改为Na₂SiO₃溶液，则有什么现象产生？溶液中出现浑浊．

Answer 1

分析 （1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH₃Cl（气体）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，氯气逐渐减少甚至消失，氯气的颜色逐渐变浅或消失；反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；反应过程中气体的体积减小，导致试管内的压强低于外界大气压；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，溶液的pH变小；
（2）反应中有HCl生成，溶液呈酸性；
（3）反应后生成的氯化氢能够与硅酸反应生成硅酸沉淀．

解答 （1）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH₃Cl（气体）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，随着氯气浓度的变小气体颜色变浅，反应生成的氯化氢极易溶于水，液面上升，反应后有油状液滴（二氯甲烷、三氯甲烷与四氯甲烷）出现；氯化氢溶于水后溶液中氯离子浓度增大，导致氯化钠固体析出，
故答案为：气体颜色变浅；液面上升；有油状液滴出现；有白色晶体析出；
（2）由于反应生成了氯化氢，所以反应后溶液为酸性，导致紫色石蕊试液变红，
故答案为：溶液变红；　
（3）反应中有氯化氢生成，氯化氢与硅酸钠溶液反应生成硅酸，所以溶液中出现浑浊，
故答案为：溶液中出现浑浊．

点评 本题考查了甲烷的化学性质，题目难度不大，明确甲烷与氯气的反应实质为解答关键，注意该反应产物为CH₃Cl（气体）、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄的混合物，试题培养了学生的化学实验能力．