Question

图2是研究甲烷取代反应实验装置图，具体的实验方法是：取一个100mL的大量筒，先后收集20mL CH₄和80mL Cl₂，进行实验．

（1）实验室制取氯气的装置如图1所示，请写出烧瓶中的反应方程式为：

 

浓盐酸在反应中体现了

 

性和

 

性．
（2）下列常用的干燥剂中，不能干燥氯气的是

 

A、浓硫酸        B、P₂O₅        C、无水氯化钙        D、碱石灰
（3）氯气是

 

色的有毒气体，实验中剩余的氯气可用NaOH溶液吸收，请写出发生的离子方程式：

 

．
（4）若研究甲烷与氯气的取代反应，还需要的条件是

 

．若将如图2所示装置放在强光下照射会有

 

（填可能发生的不良后果）．
（5）若量筒中的甲烷和氯气的量比较大，放在光亮的地方足够长的时间，下方水槽中的现象是

 

，产生此现象的原因

 

（用文字和方程式说明）

Answer 1

考点：甲烷的取代反应,甲烷的性质实验

专题：实验设计题

分析：（1）实验室用浓盐酸与二氧化锰加热制取氯气；浓盐酸在反应中既表现了还原性，又表现出酸性；
（2）氯气为酸性气体，不能使用碱性干燥剂干燥；
（3）氯气为黄绿色的有毒气体，制取氯气的尾气表现使用氢氧化钠溶液吸收，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）甲烷与氯气的反应需要在光照条件下进行，但是不是在强光下照射，否则容易发生爆炸；
（5）氯气与甲烷反应生成氯代甲烷及氯化氢，氯化氢溶于水电离出氯离子，所以水槽中有氯化银沉淀生成．

解答： 解：（1）实验室制取氯气用二氧化锰氧化浓盐酸，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，在反应中还生成氯化锰和水，所以盐酸的作用除起酸性的作用外，还起酸性的作用，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；还原；酸；
（2）氯气是一种酸性气体，不能用碱性干燥剂进行干燥，因此不能选用D．碱石灰干燥，
故答案为：D；
（3）氯气是一种黄绿色有毒的气体，尾气处理时需要用氢氧化钠溶液吸收，反应的方程式为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：黄绿；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）甲烷和氯气发生取代反应，还需要光照，但如果在强光下直接照射，则容易发生爆炸现象，
故答案为：光照；爆炸；
（5）甲烷和氯气发生取代反应，在生成卤代烃的同时，生成物中有氯化氢，氯化氢极易溶于水，和硝酸银反应生成氯化银，因此在水槽中会出现白色沉淀，
故答案为：出现白色沉淀；甲烷和氯气取代反应HCl溶于水，与硝酸银溶液作用产生难溶氯化银，Cl^-+Ag⁺=AgCl↓．

点评：本题考查氯气的实验室制法、甲烷的取代反应，题目难度中等，注意掌握实验室制取氯气的反应原理，明确甲烷的取代反应原理、反应条件，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．