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：
 
A          B            C                   D              E
（1）写出A装置中发生反应的离子方程式                                         
（2）B装置主要有三种功能：①            ②            ③均匀混合气体；
（3）设V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的值应≥            
（4）D装置中棉花上均匀滴有足量淀粉KI浓溶液，其作用是                ，一段时间后发现
棉花由白色变为   色。
（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，写出反应的化学方程式                                           。
（6）E装置中使用球形干燥管的作用是                                       
（7）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      （填字母）。

A．分液法

B．蒸馏法

C．过滤

D．结晶法

Answer 1

（1）MnO₂+4H⁺ +2Cl^－Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O  (2分)
（2）①干燥混合气体②控制气流速度
（3）4
（4）吸收过量的氯气   蓝色
（5）CH₄+2Cl₂C+4HCl
（6）防倒吸
（7）A

解析试题分析：（1）结合所给药品分析，装置A是实验室制备氯气的反应，离子反应为：MnO₂+4H⁺ +2Cl^－     Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O 。（2）甲烷的取代反应需要纯净的氯气，瓶中装浓硫酸有干燥气体的作用，将两种气体在瓶中混匀，有缓冲、控制气流的作用。（3）1摩尔氯气参加反应只能取代1摩尔氢原子，要获得最多的氯化氢，将甲烷中的4个氢原子全部取代，最少需要4体积氯气。（4）吸收过量的氯气生成碘单质，遇淀粉变为蓝色。（5）CH₄+2Cl₂C+4HCl 。（6）氯化氢极易溶于水，连接干燥管可防止倒吸。（7）制得的盐酸中混有不溶于水的卤代烃，分液可分离。
考点：考查氯气的制取和性质、甲烷的取代反应。