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）B装置有三种功能：①控制气流速度；②干燥混合气体；③________________。

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

（3）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，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式：____________________________________。

（4）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 。

（5）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】（1）均匀混合气体 （2）大于或等于4 （3）CH4＋2Cl2C＋4HCl

（4）分液；没有进行尾气处理 （5）9

【解析】

试题分析：（1）在硫酸中气体可以充分接触，因此另一个作用是均匀混合气体；

（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1molH原子被1molCl原子取代生成1molHCl，设V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理论上欲获得最多的HCl，则应保证每个甲烷分子中的H原子被完全取代，x应大于或者等于4；

（3）黑色颗粒是碳，则反应的方程式为CH4＋2Cl2C＋4HCl。

（4）E装置中除有盐酸生成，还有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，它们均不溶于水，能分层，可用分液分开；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，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；

（5）C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一议二”法确定，、、，故C4H8Cl2共有9种同分异构体。