Question

【題目】利用甲烷與氯氣發生反應制取鹽酸的設想,在工業上已成為現實。某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程,其設計的模擬裝置如下:

根據要求填空：

（1）裝置A中反應的離子方程式為 ；

（2）B裝置有三種功能：

①控制氣流速度；② ；③ 。

（3）在C裝置中，經過一段時間的強光照射,發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式 。

（4）D裝置中的石棉上均勻附著濕潤的KI粉末，其作用是 ，

E裝置的作用是 。

（5）裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為 ；

該裝置還有缺陷,原因是沒有進行尾氣處理，寫出尾氣中的主要成分是 。

（填編號）

A．CH4 B．CH3Cl C．CH2Cl2 D．CHCl3 E．CCl4

（6）實驗之余，該學習小組進一步探究甲烷與氯氣反應的條件。

通過排飽和食鹽水的方法收集兩瓶甲烷與氯氣（體積比為1∶4）混合氣體（I、II），II瓶用預先準備好的黑色紙套套上，I瓶放在光亮處（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。按上圖安裝好裝置，并夾緊彈簧夾a和b。過一段時間，打開彈簧夾a、b，I、II中觀察到現象是 。

Answer 1

【答案】（1） MnO2＋4H＋＋2ClMn2+＋Cl2↑＋2H2O

（2） 使氣體混合均勻 ，干燥氣體

（3）CH4 + 2Cl2 C + 4HCl

（4）吸收未反應的氯氣 吸收HCl，防止倒吸

（5）分液 A，B

（6）在I瓶中：顏色逐漸變淺，且有油狀液體產生，出現白霧，并可以看見水倒吸入I瓶中

【解析】

試題分析：（1）MnO2能將濃HCl氧化為MnCl2和Cl2，離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl—Mn2+＋Cl2↑＋2H2O；

（2）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫，該裝置還可使氣體混合均勻；

（3）在C裝置中，經過一段時間的強光照射,發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，應為碳，化學方程式為CH4 + 2Cl2 C + 4HCl；

（4）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質，石棉上均勻附著濕潤的KI粉末可吸收未反應的氯氣；E裝置在吸收氯化氫時可防止倒吸；

（5）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有不溶于水的有機物，能分層，可用分液方法分離；反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，所以尾氣中的主要成分是AB；

（6）II瓶用預先準備好的黑色紙套套上，I瓶放在光亮處，則II瓶內氣體為發生反應，I瓶內反應，氣體體積減少，若打開彈簧夾a、b，I、II中觀察到現象是在I瓶中：顏色逐漸變淺，且有油狀液體產生，出現白霧，并可以看見水倒吸入I瓶中。