Question

【題目】利用甲烷和氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下圖所示：

根據(jù)要求填空：

（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②干燥混合氣體；③________________。

（2）設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應____________。

（3）在C裝置中，經(jīng)過一段時間的強光照射，發(fā)現(xiàn)硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式：____________________________________。

（4）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為___________。該裝置的主要缺陷是 。

（5）已知丁烷與氯氣的取代反應的產物之一為C4H8Cl2，其有 種同分異構體。

Answer 1

【答案】（1）均勻混合氣體 （2）大于或等于4 （3）CH4＋2Cl2C＋4HCl

（4）分液；沒有進行尾氣處理 （5）9

【解析】

試題分析：（1）在硫酸中氣體可以充分接觸，因此另一個作用是均勻混合氣體；

（2）氯氣與甲烷發(fā)生取代反應，反應特點是1molH原子被1molCl原子取代生成1molHCl，設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的HCl，則應保證每個甲烷分子中的H原子被完全取代，x應大于或者等于4；

（3）黑色顆粒是碳，則反應的方程式為CH4＋2Cl2C＋4HCl。

（4）E裝置中除有鹽酸生成，還有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，它們均不溶于水，能分層，可用分液分開；反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等氣體，應進行尾氣處理；

（5）C4H8Cl2的同分異構體可以采取“定一議二”法確定，、、，故C4H8Cl2共有9種同分異構體。