Question

【题目】如图是某同学利用注射器设计的简易实验装置。甲管中吸入10 mL CH4,同温同压下乙管中吸入50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,将注射器用日光照射一段时间。

(1)下列是某同学预测的实验现象:

①气体最终变为无色;

②实验过程中,甲管活塞向内移动;

③甲管内壁有油珠;

④产生火花。

其中正确的是 。

(2)甲管中发生的化学反应类型为 。

(3)反应后,甲管中剩余气体最好用下列的 吸收。

A.水 B.氢氧化钠溶液

C.硝酸银溶液 D.饱和食盐水

(4)反应后,若将甲管中的物质推入盛有适量AgNO3溶液的小试管中会观察到 ,若用pH试纸测量甲管中溶液的酸碱性,可观察到pH试纸变 色。

Answer 1

【答案】(1)②③ (2)取代反应 (3)B

(4)液体分为两层,产生白色沉淀 红

【解析】在光照下,甲烷与氯气发生连锁反应:

CH4+Cl2CH3Cl+HCl,

CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl,

CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl,

CHCl3+Cl2CCl4+HCl。

(1)理论上,甲烷与氯气体积比为1∶4时二者恰好完全反应,而该注射器里氯气与甲烷体积比为5∶1>4∶1,说明氯气过量,最终气体中仍有氯气。该反应进行缓慢,不会产生火花。产物中只有氯化氢和一氯甲烷为气体,所以气体的总物质的量减小,内部压强减小,甲管活塞向内移动。

(2)甲烷分子中的四个氢原子可被氯原子逐一取代,故甲管中发生的是取代反应。

(3)剩余气体中含有氯气和氯化氢,可用氢氧化钠溶液吸收剩余气体。

(4)生成的HCl会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,同时因CH2Cl2、CHCl3、CCl4难溶于水而看到液体分为两层,溶液呈酸性,pH试纸变为红色。