Question

17．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(guò)程，其設(shè)計(jì)的模擬裝置如圖：
根據(jù)要求回答：
（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③干燥氣體．
（2）設(shè)$\frac{V（C{l}_{2}）}{V（C{H}_{4}）}$=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)≥4．
（3）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是能吸收過(guò)量的氯氣．寫出其反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
（4）E裝置的作用是CD（填序號(hào)）．
A．收集氣體B．吸收氯氣C．防止倒吸D．吸收氯化氫
（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機(jī)物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為分液．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AB（填序號(hào)）．
A．CH₄B．CH₃ClC．CHCl₃D．CCl₄．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸可以干燥氯氣和氯化氫；
（2）甲烷可以和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，產(chǎn)物為氯化氫和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；
（3）氯氣能將碘化鉀氧化為碘單質(zhì)；能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘；
（4）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要防止倒吸；
（5）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；一氯甲烷是氣體，還可能有過(guò)量的甲烷．

解答 解：（1）生成的氯氣中含有水，B裝置除具有控制氣流速度、均勻混合氣體外，因濃硫酸具有吸水性，還具有干燥作用，故答案為：均勻混合氣體，干燥氣體；
（2）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)$\frac{V（C{l}_{2}）}{V（C{H}_{4}）}$=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應(yīng)保證甲烷被完全取代，x應(yīng)大于或等于4，故答案為：≥4；
（3）氯氣具有氧化性，KI中-1價(jià)的碘能被氯氣氧化，產(chǎn)物為氯化鉀固體和碘單質(zhì)，所以，D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，能吸收過(guò)量的氯氣，故答案為：吸收過(guò)量的氯氣；能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘；
故答案為：能吸收過(guò)量的氯氣；Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂
（4）裝置中最后剩余的氯化氫氣體需要吸收不能排放到空氣中，氯化氫易溶于水需要防止倒吸；
故答案為：CD．
（5）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，可用分液分開(kāi)；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(guò)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(yīng)進(jìn)行尾氣處理，
故答案為：分液；AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣的制備以及甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，題目難度中等，本題注意把握題給信息，易錯(cuò)點(diǎn)為（5），注意把握產(chǎn)物的判斷．