Question

【題目】近幾年，節(jié)能減排、提高原料利用率來提高經(jīng)濟(jì)效益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。某化工廠利用甲烷與氯氣反應(yīng)得到的副產(chǎn)品來制取鹽酸實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的夢(mèng)想，其生產(chǎn)原理可在實(shí)驗(yàn)室中模擬如圖，請(qǐng)根據(jù)要求填空：

（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）設(shè)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)_________。

（3）在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射后，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁附著有油珠，生成的油狀液滴中的氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒氣體——光氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為2CHCl3+O22COCl2+2HCl，上述反應(yīng)__________ (填選項(xiàng)符號(hào)，下同)。

A.屬于取代反應(yīng) B.不屬于取代反應(yīng)

為防止事故發(fā)生，在使用前檢驗(yàn)氯仿是否變質(zhì)可選用的試劑是____________。

A.氫氧化鈉溶液 B.硝酸銀溶液

C.稀鹽酸 D.水

E.濕潤的藍(lán)色石蕊試紙 F.濕潤的無色酚酞試紙

（4）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是___________。

（5）E裝置的作用是____________ (填編號(hào))。

A.收集氣體 B.吸收氯氣

C.防止倒吸 D.吸收氯化氫

（6）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為_____________；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(hào))。

①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4

Answer 1

【答案】干燥混合氣體 大于或等于4 B B、E 吸收過量的氯氣 C、D 分液 ①、②

【解析】

裝置A是制備氯氣，制備的氯氣通過濃硫酸吸收水蒸氣后，和甲烷一起通入裝置C，在光照時(shí)發(fā)生取代反應(yīng)，生成的氯化氫、一氯甲烷等氣體通過D裝置中的石棉上吸附著KI粉末除去氯氣，在E裝置中吸收生成的氯化氫氣體，同時(shí)防止倒吸，生成的氯氣中含有一氯甲烷等氣體，需要加尾氣吸收裝置據(jù)此分析解答。

（1）濃硫酸可以干燥氯氣和甲烷，根據(jù)冒出氣泡的速率來控制氣體硫酸，使氯氣和甲烷混合均勻，故答案為：干燥混合氣體；

（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)特點(diǎn)是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設(shè)=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)保證甲烷被完全取代，x應(yīng)大于或等于4，故答案為：大于或等于4；

（3）反應(yīng)前碳與氫原子和三個(gè)氯原子都是以單鍵相連，反應(yīng)后碳氧之間是雙鍵，不符合取代反應(yīng)的特點(diǎn)，所以不屬于取代反應(yīng)；故選B；氯仿如果變質(zhì)則發(fā)生反應(yīng)2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl，生成的氯化氫溶于水，電離產(chǎn)生氫離子和氯離子，所以能夠使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅色，加入硝酸銀溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成白色的氯化銀沉淀，故選：BE，故答案為：B；BE；

（4）氯氣具有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性物質(zhì)KI，所以D裝置的石棉中均勻混有KI粉末是吸收未反應(yīng)的氯氣，故答案為：吸收過量的氯氣；

（5）E裝置中水能吸收可溶性物質(zhì)，且倒置的干燥管能防止倒吸，所以E裝置作用是 吸收HCl，防止倒吸，故答案為：CD；

（6）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；其中一氯甲烷為氣態(tài)，反應(yīng)生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油狀的液體，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(yīng)進(jìn)行尾氣處理，故答案為：分液； ①②。