Question

【题目】利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产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，所设计的装置如下图所示：

（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E装置的作用是______________（填序号）。
A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2 C（ 分液 2.5mol

【解析】(1)MnO2能将HCl(浓)氧化为MnCl2和Cl2，A中制取Cl2反应的化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
(2)湿润的KI粉末可以用来除去过量的氯气，发生反应：2KI+Cl2=2KCl+I2；
(3)由于上述过程中产生的氯气和HCl均易导致大气污染，所以E的作用是吸收尾气，HCl极易溶于水易发生倒吸，所以E还可以防止倒吸，故答案为C；
(4)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；
(5)1mol甲烷完全与氯气发生取代反应，若生成相同物质的量的四种取代物，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气，生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气，生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol，所以总共消耗氯气的物质的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol。