Question

【题目】利用甲烷和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图所示：

根据要求填空：

（1）写出A装置中反应的化学方程式 _____________________________ 。

（2）B装置有三种功能：________________；_______________；________________。

（3）设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_____________。

（4）在C装置中，经过一段时间的强光照射，生成的有机物有_____ 种，其中常温下以气态存在的是_________ （填写化学式）。

（5）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为___________，该装置的主要缺陷是______________________________________________________。

（6）已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2，其有 ________种同分异构体。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 均匀混合气体 控制气流速度 干燥混合气体 大于或等于4 4 CH3Cl 分液 没有进行尾气处理 9

【解析】(1)MnO2能将HCl(浓)氧化为MnCl2和Cl2，A装置所发生的化学方程式：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

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

(3)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值应保证甲烷中H被完全取代，x≥4，故答案为：≥4；

(4)甲烷可以和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷为气态，反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，故答案为：4；CH3Cl；

(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；一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，所以尾气的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体，应进行尾气处理，故答案为：分液；没有进行尾气处理；

(6)C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移二”法，由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体，故答案为：9。