Question

【題目】一氯甲烷是一種重要的化工原料，常溫下它是無色有毒氣體，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。

(1)某小組同學在實驗室用如圖所示裝置模擬催化法制備和收集一氯甲烷。

①無水ZnCl2為催化劑，圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為___________，如果實驗時圓底燒瓶加熱時間過長，最終在瓶底得到一種白色物質，該物質的化學式是____________。

②裝置B的主要作用是____________。

③收集到的CH3Cl氣體在氧氣中充分燃燒，產物用過量的V1 mL c1 mol·L－1 NaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示劑，用c2 mol·L－1鹽酸標準液對吸收液進行返滴定，最終消耗V2 mL鹽酸。則所收集CH3Cl的物質的量為________mol。(已知：2CH3Cl＋3O22CO2＋2H2O＋2HCl)

(2)查閱資料可知：AgNO3的乙醇溶液可以檢驗CH3X中的鹵素原子。相關數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	C—Cl	C—Br
鍵能(kJ·mol－1)	330	276
化合物	AgCl	AgBr
Ksp	1.8×10－10	5×10－13

①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中，除有沉淀生成外，還生成硝酸甲酯，請寫出硝酸甲酯的結構簡式______________。

②CH3Cl和CH3Br的混合氣體通入AgNO3的乙醇溶液中，先出現(xiàn)淡黃色沉淀。請依據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋原因__________________。

③設計實驗證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)：___________(簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結論)。

Answer 1

【答案】 CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O Zn(OH)2(或ZnO) 除去氯化氫氣體 (c1V1－c2V2)×10－3 CH3ONO2(寫成CH3NO3也可) C—Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時溴化銀的溶度積更小，溴化銀更容易形成沉淀 向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液，先生成淡黃色沉淀，則證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)(其他合理答案也可)

【解析】考查實驗方案設計與評價，（1）①裝置A為制備CH3Cl，ZnCl2作催化劑，即圓底燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O；根據(jù)所加物質，白色物質是Zn(OH)2或ZnO；②鹽酸容易揮發(fā)，因此裝置B的作用是除去揮發(fā)出的HCl氣體；③ CH3Cl燃燒產生CO2和HCl，CO2與NaOH反應：2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，然后以甲基橙為指示劑，用鹽酸滴定吸收液，發(fā)生NaOH＋HCl=NaCl＋H2O、Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，兩次消耗的差值，應為一氯甲烷燃燒生成HCl的量，即為(V1c1－V2c2)×10－3mol，根據(jù)氯元素守恒，即CH3Cl的物質的量為(V1c1－V2c2)×10－3mol；（2）①根據(jù)酯的命名，硝酸甲酯的結構簡式為CH3ONO2；②根據(jù)表格數(shù)據(jù)，淡黃色沉淀是AgBr，原因是C-Br鍵的鍵能小，更容易斷裂，同時溴化銀的溶度積更小，溴化銀更容易形成沉淀；③向等濃度的氯化鈉和溴化鈉的混合溶液中滴加硝酸銀溶液，先生成淡黃色沉淀，則證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)；或者向足量氯化鈉溶液滴加少量的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀，然后向溶液中滴加溴化鈉溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀，說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。