Question

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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

（1） B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③                        

（2） 设V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理论上欲取代反应获得最多的氯化氢则x≥         

（3） D装置的石棉中均匀混有KI粉末其作用是                     。

（4） 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                           。

（5） E装置中除盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为            。

A.分液法       B.蒸馏法      C.萃取分液法        D.结晶法

（6）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为          （填编号）

A、CH₄        B、CH₃Cl     C、CH₂Cl₂          D、CHCl₃

Answer

(12分) （每空2分）（1）干燥甲烷和氯气  （2）4   （3） 除去未反应掉的氯气

（4）CH4+2Cl2C+4HCl   （5）A   （6）A 、B

【解析】

试题分析：（1）浓硫酸具有吸水性，而生成的氯气中含有水，所以B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外，还具有干燥作用。

（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，如果设V(Cl2)/V(CH4)＝x，因此理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷被完全取代，即x≥4。

（3）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粉末的作用是吸收过量的氯气。

（4）甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为 CH4+2Cl2C+4HCl。

（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，可用分液分开，答案选A。

（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，另外还可能有过量的甲烷，即尾气的主要成分是一氯甲烷和甲烷，答案选AB。

考点：考查氯气的制备、氯气和甲烷发生取代反应的有关判断、物质的分离和提纯等