Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下：

根據設計要求回答：

(1)B裝置有三種功能：①控制氣流速度； ②均勻混合氣體； ③____________。

(2)設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x取值范圍________。

(3)E裝置的作用是________(填編號)。

A．收集氣體 B．吸收氯氣

C．防止倒吸 D．吸收氯化氫

(4)在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發(fā)現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式：_______________________________________。

(5)E裝置中除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出有機物的最佳方法為________。

該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為________(填編號)。

A CH4 　　 　 B CH3Cl　　 　 C CH2Cl2 D CHCl3　 　 E CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合氣體 大于或等于4 CD CH4 + 2Cl2 C + 4HCl 分液 ab

【解析】

在加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯氣，濃硫酸具有吸水性，可以作干燥劑，C中甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成氯代烴和HCl，尾氣中含有氯化氫，氯化氫能溶于水、堿性溶液，所以E裝置是處理尾氣，倒置的干燥管能防倒吸，據此分析解答。

（1）裝置B中盛放濃硫酸，它具有吸水性，因為甲烷和氯氣中含有水蒸氣，所以濃硫酸可以均勻并干燥混合氣體；通過觀察氣泡能控制氣流速率，

故答案為：干燥混合氣體；

（2）根據CH4與Cl2的反應可知欲獲得較多的HCl，也就是使CH4中的H原子全部轉化為HCl，此時消耗的Cl2的物質的量至少是CH4物質的量的4倍，即x的取值范圍為：大于或等于4；

（3）E裝置可吸收氯化氫，還可防止倒吸，故CD項正確，答案選CD；

（4）黑色小顆粒為C，則該反應的化學方程式為：CH4 + 2Cl2 C + 4HCl；

（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、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，能分層，可用分液分開；反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷氣體，故ab正確，答案為：分液；ab。