Question

【題目】為了探究甲烷和氯氣反應的情況，某研究小組設計了幾個實驗。請填寫下列空白：

【實驗一】用如圖所示裝置，用排水法往量筒中先后充入氯氣和甲烷氣體（各占50%），光照后觀察到量筒內有油狀液體生成，并形成一段水柱，認為有氯化氫生成。

（1）該反應的化學方程式為_________________________；（只寫第一步）

（2）水槽中盛放的液體最好為_________________________；（填標號）

A．水 B．飽和石灰水 C．飽和食鹽水 D．飽和NaHCO3溶液

【實驗二】用排蒸餾水法往量筒中先后充入氯氣和甲烷氣體（各占50%）收集一試管混合氣體，光照反應后，往水槽中滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，認為有氯化氫生成。

（3）該實驗設計的不合理之處：___________________________________________________；

【實驗三】

步驟一：收集半試管氯氣，加入10mL蒸餾水，充分振蕩，采用DIS系統的pH傳感器測溶液的pH（下同）。測得pH=3.26。

步驟二：收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體（各占50%），在40W的日光燈下光照6min后，加入10mL蒸餾水，充分振蕩，測得pH=1.00。

（4）判斷該反應中有氯化氫生成的依據是_______________________________________；

（5）假設氯氣完全參與反應，且不考慮氯氣溶解于水。往反應后的溶液中加水稀釋到100.00mL，取20.00mL稀釋液，加入10.00mL濃度為0.01molL-1的AgNO3溶液恰好完全反應，則試管中原有氯氣在標準狀況下的體積為____________mL。

Answer 1

【答案】 【答題空21-1】CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 【答題空21-2】C 【答題空21-3】氯水中加入AgNO3溶液也會產生白色沉淀 【答題空21-4】步驟二測得的pH值比步驟一測得的pH值低 【答題空21-5】11.2

【解析】（1）在光照的條件下，氯氣和甲烷發生取代反應，方程式為CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl。

（2）為防止氯氣的溶解而減少，水槽中盛放的液體最好為飽和食鹽水，BD都能和氯氣反應，所以答案選C。

（3）由于氯氣溶于水產生的氯水也能和硝酸銀反應產生沉淀，所以設計是錯誤的。

（4）由于在取代反應還生成氯化氫，氯化氫溶于水即得到鹽酸，所以pH更小。

（5）消耗硝酸銀是0.0001mol，所以100.00ml溶液中氯離子的物質的量是0.0005mol，則參加反應的氯氣是0.0005mol，所以標準狀況下的體積是0.0005mol×22.4L/mol＝0.0112L＝11.2ml。