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

干燥混合气体

（2）设V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x≥

4

（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是

吸收过量的氯气

．
（4）写出C装置中所发生反应的化学反应方程式（任意写一个）：

CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl

．
（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

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

AB

（填编号）．
A、CH₄        B、CH₃Cl         C、CH₂Cl₂            D、CHCl₃．

Answer 1

分析：（1）浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢；
（2）甲烷可以和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；
（3）氯气能将碘化钾氧化为碘单质；
（4）甲烷可以和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢；
（5）最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物可用分液的方法分离；一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷．

解答：解：（1）生成的氯气中含有水，B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外，因浓硫酸具有吸水性，还具有干燥作用，
故答案为：干燥混合气体；
（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，设

V(Cl2)

V(CH4)

=x，若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，x≥4，
故答案为：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，能吸收过量的氯气，故答案为：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+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl，故答案为：CH₄+Cl₂

光照

CH₃Cl+HCl；
（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，能分层，可用分液分开；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，还可能有过量的甲烷，故答案为：A；AB．

点评：本题主要考查了甲烷和氯气的反应，掌握甲烷的化学性质是解答的关键，题目较简单．