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。某化学兴趣小组拟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__________；②__________；③________________。

(2)设V(Cl₂)/V(CH₄)＝x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值的取值范围为__________。

(3)D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是_____________。

(4)E装置的作用是__________和________(填编号)。

A．收集气体                             B．吸收氯气

C．防止倒吸                             D．吸收氯化氢

(5)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，置换出黑色小颗粒的化学方程式为__________，可见有机反应有很多副反应。

(6)E装置除生成盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填编号)。

A．萃取法                               B．蒸馏法

C．过滤法                               D．分液法

该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是__________和________(填编号)。

A．CH₄　B．CH₃Cl　C．CH₂Cl₂　D．CHCl₃　E．CCl₄

Answer 1

解析：(1)根据题给信息及装置图可知B装置的作用为吸收CH₄及Cl₂中的水分，同时使Cl₂与CH₄混合均匀，并通过观察气泡控制气流速度及比例。(2)若理论上欲获取最多的HCl，应将CH₄中的氢原子全部置换，故V(Cl₂)/V(CH₄)应大于等于4。(3)D中KI粉末可与未反应的Cl₂反应，从而将其吸收。(4)E为吸收HCl的装置，因HCl极易溶于水，故用球形干燥管防止倒吸。(5)因通入C装置的气体为CH₄和Cl₂，根据元素守恒可知，硬质玻璃管内壁的黑色小颗粒只能为碳，反应为CH₄＋2Cl₂C＋4HCl。(6)CH₄与Cl₂发生取代反应除生成HCl外，同时生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄的混合物，除CH₃Cl为气体外，其余均为不溶于水的油状液体，可用分液法将其与溶液分离。

答案：(1)①控制气流速度　②均匀混合气体　③干燥混合气体

(2)x≥4

(3)吸收过量的氯气　(4)C　D

(5)CH₄＋2Cl₂C＋4HCl

(6)D　A　B