Question

【題目】利用甲烷和氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下圖所示：

根據要求填空：

（1）寫出A裝置中反應的化學方程式 _____________________________ 。

（2）B裝置有三種功能：________________；_______________；________________。

（3）設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應_____________。

（4）在C裝置中，經過一段時間的強光照射，生成的有機物有_____ 種，其中常溫下以氣態(tài)存在的是_________ （填寫化學式）。

（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為___________，該裝置的主要缺陷是______________________________________________________。

（6）已知丁烷與氯氣的取代反應的產物之一為C4H8Cl2，其有 ________種同分異構體。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 均勻混合氣體 控制氣流速度 干燥混合氣體 大于或等于4 4 CH3Cl 分液 沒有進行尾氣處理 9

【解析】(1)MnO2能將HCl(濃)氧化為MnCl2和Cl2，A裝置所發(fā)生的化學方程式：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)生成的氯氣中含有水，B裝置具有控制氣流速度、均勻混合氣體，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用，故答案為：均勻混合氣體；控制氣流速度 ；干燥混合氣體；　

(3)氯氣與甲烷發(fā)生取代反應，反應特點是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應保證甲烷中H被完全取代，x≥4，故答案為：≥4；

(4)甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應，產物為氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷為氣態(tài)，反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，故答案為：4；CH3Cl；

(5)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；一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，所以尾氣的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等氣體，應進行尾氣處理，故答案為：分液；沒有進行尾氣處理；

(6)C4H8Cl2的同分異構體可以采取“定一移二”法，由圖可知C4H8Cl2共有9種同分異構體，故答案為：9。