Question

【题目】为了探究甲烷和氯气反应的情况，某研究小组设计了几个实验。请填写下列空白：

【实验一】用如图所示装置，用排水法往量筒中先后充入氯气和甲烷气体（各占50%），光照后观察到量筒内有油状液体生成，并形成一段水柱，认为有氯化氢生成。

（1）该反应的化学方程式为_________________________；（只写第一步）

（2）水槽中盛放的液体最好为_________________________；（填标号）

A．水 B．饱和石灰水 C．饱和食盐水 D．饱和NaHCO3溶液

【实验二】用排蒸馏水法往量筒中先后充入氯气和甲烷气体（各占50%）收集一试管混合气体，光照反应后，往水槽中滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。

（3）该实验设计的不合理之处：___________________________________________________；

【实验三】

步骤一：收集半试管氯气，加入10mL蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）。测得pH=3.26。

步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40W的日光灯下光照6min后，加入10mL蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00。

（4）判断该反应中有氯化氢生成的依据是_______________________________________；

（5）假设氯气完全参与反应，且不考虑氯气溶解于水。往反应后的溶液中加水稀释到100.00mL，取20.00mL稀释液，加入10.00mL浓度为0.01molL-1的AgNO3溶液恰好完全反应，则试管中原有氯气在标准状况下的体积为____________mL。

Answer 1

【答案】 【答题空21-1】CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 【答题空21-2】C 【答题空21-3】氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀 【答题空21-4】步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低 【答题空21-5】11.2

【解析】（1）在光照的条件下，氯气和甲烷发生取代反应，方程式为CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl。

（2）为防止氯气的溶解而减少，水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水，BD都能和氯气反应，所以答案选C。

（3）由于氯气溶于水产生的氯水也能和硝酸银反应产生沉淀，所以设计是错误的。

（4）由于在取代反应还生成氯化氢，氯化氢溶于水即得到盐酸，所以pH更小。

（5）消耗硝酸银是0.0001mol，所以100.00ml溶液中氯离子的物质的量是0.0005mol，则参加反应的氯气是0.0005mol，所以标准状况下的体积是0.0005mol×22.4L/mol＝0.0112L＝11.2ml。