Question

【題目】某化工廠利用甲烷與氯氣反應(yīng)得到的副產(chǎn)品來(lái)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)室中模擬如下，請(qǐng)根據(jù)要求填空：

（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____；

（2）B裝置的三種功能是①干燥混合氣體，②使氣體混合均勻，③_____；

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

（4）在C裝置中，經(jīng)過(guò)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，寫出生成產(chǎn)物中密度最大的物質(zhì)的化學(xué)方程式___；

（5）D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）該裝置還有缺陷，原因是沒(méi)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】MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 控制氣體流速 大于或等于4 CH4＋4Cl2CCl4＋4HCl CD ①②

【解析】

實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cl2，Cl2經(jīng)干燥后和甲烷在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成多種氯代甲烷和HCl，生成產(chǎn)物中密度最大的物質(zhì)為四氯化碳，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，

（1）MnO2和HCl（濃）共熱反應(yīng)生成MnCl2、Cl2和水；

（2）依據(jù)氣體冒出速率可知?dú)怏w的流速，濃硫酸可以干燥氯氣和甲烷；

（3）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，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)保證甲烷中H被完全取代；

（4）在C裝置中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的強(qiáng)光照射后，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有油珠附著，生成產(chǎn)物中密度最大的物質(zhì)為CCl4；

（5）裝置C中反應(yīng)生成的HCl用水吸收獲得鹽酸，由于氯化氫極易溶于水需要防止倒吸；

（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；生成的HCl溶于水生成鹽酸；尾氣中含有一氯甲烷、甲烷、氯氣。

（1）MnO2能將HCl（濃）氧化為Cl2，反應(yīng)方程式為：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H2O（g），因濃硫酸具有吸水性，B裝置除具有干燥混合氣體、均勻混合氣體之外，還可以根據(jù)觀察氣泡控制氣流速度的作用，故答案為：控制氣流速度。

（3）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)保證甲烷中H被完全取代，x應(yīng)大于或等于4，故答案為：≥4。

（4）在C裝置中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的強(qiáng)光照射后，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有油珠附著，生成產(chǎn)物中密度最大的物質(zhì)為CCl4，甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成密度最大的物質(zhì)的化學(xué)方程式為：CH4+4Cl2CCl4+4HCl，故答案為：CH4+4Cl2CCl4+4HCl。

（5）裝置C中反應(yīng)生成的HCl用水吸收獲得鹽酸，由于氯化氫極易溶于水需要防止倒吸，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，所以尾氣的主要成分是未反應(yīng)的甲烷、Cl2和生成的一氯甲烷氣體，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，故答案為：①②。