Question

12．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產(chǎn)品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)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圖：

根據(jù)要求填空：
（1）實驗室制取Cl₂的化學反應方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）寫出CH₄與Cl₂生成一氯代物的化學反應方程式CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl．取代反應
（3）B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②將氣體混合均勻；③干燥混合氣體．
（4）E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分液．
（5）該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，尾氣的主要成分是AB（填編號）．
A．CH₄    B．CH₃Cl      C．CH₂Cl₂      D．CHCl₃     E．CCl₄．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件制備氯氣；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣和氯化氫；
（4）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，三種取代物都不溶于水；
（5）氯氣與甲烷反應生成產(chǎn)物中氯化氫、一氯甲烷為氣體，其余為液態(tài)．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應，第一步反應生成一氯甲烷和氯化氫，化學方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣和氯化氫，所以B裝置還能用來干燥混合氣體，故答案為：干燥混合氣體；
（4）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有二氯甲烷、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，能分層，可用分液分開，
故答案為：分液；
（5）甲烷與氯氣發(fā)生取代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，故選AB．

點評 本題考查甲烷和氯氣的取代反應、氯氣的實驗室制法，明確甲烷發(fā)生取代反應的原理及得到氯代烷的性質(zhì)是解題關鍵，題目難度不大．