Question

10．利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：

根據(jù)要求填空：
（1）制取Cl₂時(shí)的操作依次是dcab（填標(biāo)號(hào)）．
a．往燒瓶中加入濃鹽酸  b．加熱  c．往燒瓶中加入MnO₂粉末  d．檢查裝置氣密性
（2）設(shè)V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理論上欲獲得最多的HCl，則x值應(yīng)≥4．
（3）B裝置有三種作用：①均勻混合氣體；②干燥氣體；③控制氣體流速．
（4）在C裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間的光照，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式CH₄+2Cl₂$\stackrel{光照}{→}$C+4HCl．D裝置中的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是能吸收過量的氯氣．E裝置中除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法是分液（填分離方法名稱），實(shí)驗(yàn)用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯（填儀器名稱）．
（5）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ab（填編號(hào)）．
a．CH₄　b．CH₃Cl　c．CH₂Cl₂　d．CHCl₃　e．CCl₄．

Answer 1

分析 （1）先檢驗(yàn)裝置氣密性，再加入二氧化錳，然后加入濃鹽酸，最后加熱制備氯氣；
（2）甲烷完全取代生成CCl₄時(shí)獲得的HCl最多；
（3）B裝置進(jìn)行氣體干燥，并均勻混合氣體，根據(jù)氣泡可以控制氣體流量；
（4）生成的黑色小顆粒為炭黑，光照條件下甲烷和氯氣反應(yīng)生成碳和氯化氫；
碘化鉀能與剩余的氯氣反應(yīng)；
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；
（5）一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷．

解答 解：（1）先檢驗(yàn)裝置氣密性，再加入二氧化錳，然后加入濃鹽酸，最后加熱制備氯氣，制取Cl₂時(shí)的操作依次是dcab，
故答案為：dcab；
（2）甲烷完全取代生成CCl₄時(shí)獲得的HCl最多，由CH₄+4Cl₂$\stackrel{光}{→}$CCl₄+4HCl，可知$\frac{V（C{l}_{2}）}{V（C{H}_{4}）}$≥4，
故答案為：≥4；
（3）因濃硫酸具有吸水性，可以干燥氣體，并均勻混合氣體，根據(jù)氣泡可以控制氣體流速，
故答案為：干燥氣體；控制氣體流速；
（4）生成的黑色小顆粒為炭黑，光照條件下甲烷和氯氣反應(yīng)生成碳和氯化氫，反應(yīng)方程式為：CH₄+2Cl₂$\stackrel{光照}{→}$C+4HCl，
碘化鉀能與剩余的氯氣反應(yīng)，吸收過量的氯氣；
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，可用分液方法分離，用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯，
故答案為：CH₄+2Cl₂$\stackrel{光照}{→}$C+4HCl；吸收過量的氯氣；分液；分液漏斗、燒杯；
（5）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，只有一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，
故選：ab．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)，涉及氯氣的制備、物質(zhì)的分離提純、甲烷與氯氣的取代反應(yīng)等，側(cè)重對(duì)裝置與原理的考查，掌握常見物質(zhì)分離提純方法，注意滲透環(huán)保意識(shí)．