Question

4．一氯甲烷，也叫甲基氯，常溫下是無色氣體，密度為0.9159g/cm³，熔點(diǎn)為-97.73℃，沸點(diǎn)為-24.2℃，18℃時(shí)在水中的溶解度為280mL/mL水，與乙醚、丙酮或苯互溶，能溶于乙醇．在實(shí)驗(yàn)室里可用下圖裝置制造一氯甲烷：制備裝置的分液漏斗和燒瓶中分別盛有甲醇和濃鹽酸．
試填寫下列空白：
（1）制備一氯甲烷的化學(xué)方程式CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O，其反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)；
（2）裝置b的作用是防止倒吸，保證安全；
（3）已知鹵代烴能發(fā)生堿性水解，轉(zhuǎn)化為醇．裝置e中可能發(fā)生的反應(yīng)方程為CH₃Cl+NaOH$\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl；NaOH+HCl=NaCl+H₂O．
（4）檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物CH₃Cl的方法是：在e的逸出口點(diǎn)燃CH₃Cl氣體，火焰呈藍(lán)綠色（燃燒產(chǎn)物中含氯產(chǎn)物只有HCl）．則CH₃Cl燃燒的化學(xué)方程式是2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl；
（5）實(shí)驗(yàn)中實(shí)際按甲醇和濃鹽酸1：2（物質(zhì)量之比）進(jìn)行反應(yīng)的理由是可使甲醇充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成一氯甲烷；
（6）某學(xué)生在關(guān)閉活塞x的情況下做此實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，收集到一定體積的氣體產(chǎn)物所消耗的甲醇濃鹽酸的混和液的量比正常情況下多（裝置的氣密性沒有問題），其原因是醇沸點(diǎn)較低（64.7℃），受熱時(shí)易揮發(fā)，致使一部分未反應(yīng)而逸出．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)制備裝置的分液漏斗和燒瓶中分別盛有甲醇和濃鹽酸可知制備一氯甲烷的原理，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）由于氯化氫極易揮發(fā)，而氯化氫又極易溶解在水中，所以裝置b的作用是防止倒吸，保證安全；
（3）鹵代烴能發(fā)生堿性水解，轉(zhuǎn)化為醇，由于在生成醇的同時(shí)，還生成氯化氫，則最終e中發(fā)生的反應(yīng)有：一氯甲烷與氫氧化鈉溶液反應(yīng)、氯化氫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；
（4）根據(jù)一氯甲烷的組成元素可知，一氯甲烷燃燒的生成物應(yīng)該是CO₂、水和氯化氫；
（5）實(shí)際按甲醇和濃鹽酸1：2（物質(zhì)量之比）進(jìn)行反應(yīng)，顯然鹽酸是過量的，目的應(yīng)該是增加一種反應(yīng)物（濃鹽酸）的量，提高另一反應(yīng)物（甲醇）的轉(zhuǎn)化率；
（6）甲醇沸點(diǎn)較低（64.7℃），受熱時(shí)易揮發(fā)，致使一部分未反應(yīng)而逸出，使實(shí)際產(chǎn)量少．

解答 解：從左向右的實(shí)驗(yàn)儀器作用分別為：制取一氯甲烷，防倒吸，排水法收集一氯甲烷氣體，接收排水集氣體時(shí)排出的水，尾氣吸收；
（1）制備裝置的分液漏斗和燒瓶中分別盛有甲醇和濃鹽酸，故該實(shí)驗(yàn)中的一氯甲烷應(yīng)該用甲醇和濃鹽酸制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O，該反應(yīng)為取代反應(yīng)，
故答案為：CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O；取代；
（2）由于氯化氫極易揮發(fā)，而氯化氫又極易溶解在水中，所以裝置b的作用是防止倒吸，保證安全，
故答案為：防止倒吸，保證安全；
（3）濃鹽酸易揮發(fā)，鹵代烴能發(fā)生水解，生成乙醇和氯化氫，裝置e為尾氣吸收裝置，吸收的為氯化氫氣體，發(fā)生的反應(yīng)為：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；一氯甲烷還能夠與氫氧化鈉酸溶液反應(yīng)生成甲醇和氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃Cl+NaOH $\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl，
故答案為：CH₃Cl+NaOH $\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl；NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
（4）根據(jù)一氯甲烷的組成元素可知，一氯甲烷燃燒的生成物應(yīng)該是CO₂、水和氯化氫，則CH₃Cl燃燒的化學(xué)方程式是：2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl，
故答案為：2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl；
（5）根據(jù)CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O知：甲醇和濃鹽酸1：1（物質(zhì)量之比）反應(yīng)恰好反應(yīng)，而實(shí)際按甲醇和濃鹽酸1：2（物質(zhì)量之比）進(jìn)行反應(yīng)，顯然鹽酸是過量的，目的應(yīng)該是增加一種反應(yīng)物（濃鹽酸）的量，提高另一反應(yīng)物（甲醇）的轉(zhuǎn)化率，使甲醇充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成一氯甲烷；
故答案為：可使甲醇充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成一氯甲烷；
（6）根據(jù)已知條件可知，甲醇沸點(diǎn)較低（64.7℃），受熱時(shí)易揮發(fā)，致使一部分未反應(yīng)而逸出，所以收集到一定體積的氣體產(chǎn)物所消耗的甲醇、濃鹽酸的混和溶液的量比正常情況下多；
故答案為：甲醇沸點(diǎn)較低（64.7℃），受熱時(shí)易揮發(fā)，致使一部分未反應(yīng)而逸出．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備的有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、評價(jià)以及有關(guān)反應(yīng)式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)．