Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：

根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答：

（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③____________。

（2）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是_______________。

（3）E裝置的作用是________(填編號)。

A．收集氣體 B．吸收氯氣

C．防止倒吸 D．吸收氯化氫

（4）在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出生成黑色小顆粒的化學(xué)方程式_________________________________________________________。

（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出有機(jī)物的最佳方法為________。該裝置還有缺陷，原因是沒有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分為________(填編號)。

a．CH4 　　　 b．CH3Cl　　　 c．CH2Cl2 d．CHCl3　　 e．CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合氣體吸收過量的氯氣CDCH4＋2Cl2C＋4HCl'分液ab

【解析】

（1）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫；（2）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)；（3）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要放倒吸；（4）在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒為炭黑，說明有碳生成；（5）甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；最后生成的HCl溶于水生成鹽酸，與有機(jī)物可用分液的方法分離；一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷

(1)B裝置的三個(gè)作用為：①控制氣流速度從而達(dá)到合適的反應(yīng)比例；②均勻混合氣體，便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)；③干燥混合氣體。

(2) 氯氣具有強(qiáng)氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，KI的作用是吸收多余的Cl2，防止過量的氯氣排入空氣中污染環(huán)境，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2。

(3)E裝置既吸收反應(yīng)生成的HCl氣體，同時(shí)還防止倒吸。

(4)據(jù)信息可知生成的黑色小顆粒為炭黑，說明在強(qiáng)光照射下可發(fā)生根據(jù)原子守恒應(yīng)為CH4＋2Cl2C＋4HCl。

(5)最后從D中分離出的氣體有HCl易溶于水，可用分液的方法分離，分離難溶于水的油狀液體可用分液法。