Question

【題目】一氯甲烷是一種重要的化工原料，常溫下它是無色有毒氣體，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。

(1)某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置模擬催化法制備和收集一氯甲烷。

①無水ZnCl2為催化劑，圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)圓底燒瓶加熱時(shí)間過長(zhǎng)，最終在瓶底得到一種白色物質(zhì)，該物質(zhì)的化學(xué)式是____________。

②裝置B的主要作用是____________。

③收集到的CH3Cl氣體在氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物用過量的V1 mL c1 mol·L－1 NaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示劑，用c2 mol·L－1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)吸收液進(jìn)行返滴定，最終消耗V2 mL鹽酸。則所收集CH3Cl的物質(zhì)的量為________mol。(已知：2CH3Cl＋3O22CO2＋2H2O＋2HCl)

(2)查閱資料可知：AgNO3的乙醇溶液可以檢驗(yàn)CH3X中的鹵素原子。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵	C—Cl	C—Br
鍵能(kJ·mol－1)	330	276
化合物	AgCl	AgBr
Ksp	1.8×10－10	5×10－13

①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中，除有沉淀生成外，還生成硝酸甲酯，請(qǐng)寫出硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________。

②CH3Cl和CH3Br的混合氣體通入AgNO3的乙醇溶液中，先出現(xiàn)淡黃色沉淀。請(qǐng)依據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋原因__________________。

③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)：___________(簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論)。

Answer 1

【答案】 CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O Zn(OH)2(或ZnO) 除去氯化氫氣體 (c1V1－c2V2)×10－3 CH3ONO2(寫成CH3NO3也可) C—Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時(shí)溴化銀的溶度積更小，溴化銀更容易形成沉淀 向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液，先生成淡黃色沉淀，則證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)(其他合理答案也可)

【解析】考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）①裝置A為制備CH3Cl，ZnCl2作催化劑，即圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O；根據(jù)所加物質(zhì)，白色物質(zhì)是Zn(OH)2或ZnO；②鹽酸容易揮發(fā)，因此裝置B的作用是除去揮發(fā)出的HCl氣體；③ CH3Cl燃燒產(chǎn)生CO2和HCl，CO2與NaOH反應(yīng)：2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，然后以甲基橙為指示劑，用鹽酸滴定吸收液，發(fā)生NaOH＋HCl=NaCl＋H2O、Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，兩次消耗的差值，應(yīng)為一氯甲烷燃燒生成HCl的量，即為(V1c1－V2c2)×10－3mol，根據(jù)氯元素守恒，即CH3Cl的物質(zhì)的量為(V1c1－V2c2)×10－3mol；（2）①根據(jù)酯的命名，硝酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3ONO2；②根據(jù)表格數(shù)據(jù)，淡黃色沉淀是AgBr，原因是C-Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時(shí)溴化銀的溶度積更小，溴化銀更容易形成沉淀；③向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液，先生成淡黃色沉淀，則證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)；或者向足量氯化鈉溶液滴加少量的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀，然后向溶液中滴加溴化鈉溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。