Question

（10分）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．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据要求填空：

（1）装置A中反应的化学方程式为 ，当产生336mL气体（标准状况）时，有 mol还原剂被氧化。

（2）B装置有三种功能：①控制气流速度；②_______；③________________。

（3）设V（Cl2）/V（CH4）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是______。

（4）D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是_______________________。

（5）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

（6）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_______________________________。

（7）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_______。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__________（填编号）。

A．CH4

B．CH3Cl

C．CH2Cl2

D．CHCl3

E．CCl4

Answer 1

（10分）（1） MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+2H2O（1分）， 0.030（1分）。

（2）使气体混合均匀（1分）；干燥气体（1分）； （3）≥4（1分）；

（4）吸收过量的Cl2（1分）， （5）CD（1分）；

⑹CH4+2Cl2→C+4HCl（1分）； ⑺分液（1分）， AB（1分）。

【解析】

试题分析：（1）装置A为制取氯气的装置，反应的化学方程式为MnO2 +4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+2H2O ，还原剂HCl被氧化生成Cl2336ml时，有336ml/22400ml/mol×2=0.030mol还原剂被氧化；（2）B装置可通过观察气泡的多少控制气流速度，浓硫酸可干燥气体，两气体在装置中充分混合；（3）甲烷与氯气的取代反应中最多可以把四个氢原子取代，需四分子的氯气，为了充分反应，氯气应过量，则x的取值范围是≥4；（4）因氯气过量且有毒，需要除去过量的氯气，在D装置中的石棉上均匀附着KI粉末达该目的；（5）E装置是一个防倒吸的装置，吸收氯化氢的同时防止倒吸；（6）根据元素守恒可知黑色小颗粒应为C，反应的化学方程式为CH4+2Cl2→C+4HCl；（7）氯气与甲烷发生取代反应，可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢，过量的氯气被D装置吸收，氯化氢被E装置吸收，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳为液态，留在E装置中，尾气只有没有反应的甲烷和生成的一氯甲烷，有装置中的盐酸与有机物不互溶，可分液分离。

考点：氯气的实验室制法、甲烷的取代反应、化学实验基础