Question

20．已知：CH₃Cl常溫下為氣態，難溶于水，易溶于乙醇等有機溶劑．實驗室制備CH₃Cl原理為：
CH₃OH+HCl（濃）$→_{150℃}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl↑+H₂O
（1）實驗步驟如下：
①由ZnCl₂•6H₂O晶體制得無水ZnCl₂的實驗方法是在干燥的HCl氣流中加熱；
②稱取13.6g研細的無水ZnC_l2，量取20mL濃鹽酸、一定量的CH₃OH，分別放入下列最佳裝置Ⅲ（填裝置編號）的對應儀器中；

③產生的CH₃Cl氣體，最好選用排水法（填“向上排空氣法”、“向下排空氣法”或“排水法”）收集，原因是CH₃Cl難溶于水，用排水法收集同時可除去HCl、CH₃OH等雜質氣體．
（2）為探究CH₃Cl與CH₄分子穩定性的差別，某化學興趣小組設計實驗驗證CH₃Cl能被強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化．（已知：CH₃Cl被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成兩種氣體）
①將CH₃Cl制備裝置中產生的氣體依次通過裝有下列試劑的洗氣瓶BAC（填編號順序）．
A.1.5%KMnO₄（H⁺）溶液B．蒸餾水C．NaOH溶液
如果觀察到KMnO₄溶液紫色褪去現象，則證明CH₃Cl穩定性弱于CH₄，其反應的離子方程式為10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
②為處理未反應完的CH3Cl，還應在上述洗氣瓶后接一只盛乙醇（或其它有機溶劑）（填試劑名稱）的洗氣瓶．

Answer 1

分析 本題是利用甲醇與濃鹽酸反應制備CH₃Cl，涉及具體的制備過程是先在干燥的HCl氣流中加熱ZnCl₂晶體得到無水ZnCl₂，再將無水ZnCl₂和量取20mL濃鹽酸放入圓底燒瓶并滴加一定量的甲醇，經加熱后會有CH₃Cl生成，因CH₃Cl中混有揮發出的HCl及甲醇，選擇排水法收集生成的氣體的同時還可以除雜，另外還探究了的穩定性及含有CH₃Cl尾氣的處理；
（1）①因ZnCl₂晶體直接加熱時，因Zn²⁺水解，如果直接加熱最終得到的是Zn（OH）₂，因此要用濃鹽酸或HCl氣體抑制其水解的同時加熱；
②該實驗為固液加熱型，且反應物易揮發，故選Ⅲ；
③因反應混合物中的鹽酸和甲醇均易揮發，生成的CH₃Cl中會混有揮發出的雜質，同時CH₃Cl難溶于水，選用排水法收集的同時還會有除雜的作用；
（2）①如果CH₃Cl能被酸性高錳酸鉀氧化，則酸性高錳酸鉀溶液本身會褪色，同時可能會生成CO₂和Cl₂，因此要注意尾氣的處理；
②因CH₃Cl易溶于乙醇和丙醇等有機溶劑，因此的尾氣可選擇有機溶劑吸收．

解答 解：（1）①在加熱ZnCl₂晶體時可選擇通HCl氣體抑制其水解；
故答案為：在干燥的HCl氣流中加熱；
②該實驗為固液加熱型，且反應物易揮發，故選Ⅲ；
故答案為：Ⅲ；
③因CH₃Cl中混有易溶于水的雜質氣體，用排水法可以即除雜又可收集，故答案為：CH₃Cl不易溶于水，用排水法可除去HCl、CH₃OH等雜質氣體；
故答案為：排水法；CH₃Cl難溶于水，用排水法收集同時可除去HCl、CH₃OH等雜質氣體；
（2）①如果CH₃Cl能被強氧化劑酸性高錳酸鉀氧化，可選擇先通過盛有水的洗氣瓶除去可能混合有的HCl和甲醇，再通過盛有的酸性高錳酸鉀洗氣瓶，溶液的紫色會褐去，最后通過盛Na₂SO₃的洗氣瓶吸收生成的氯氣防污染，CH₃Cl與酸性高錳酸鉀的反應為：10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
故答案為：BAC； KMnO₄溶液紫色褪去；10CH₃Cl+14MnO₄^-+42H⁺═14Mn²⁺+10CO₂↑+5Cl₂↑+36H₂O；
②CH₃Cl易溶于乙醇和丙醇等有機溶劑，可選擇酒精吸收CH₃Cl的尾氣；
故答案為：乙醇（或其它有機溶劑）．

點評 本題考查了物質的制備，涉及實驗操作、鹽類水解、物質的性質檢驗及反應原理的探究，綜合性較強，但基礎性知識偏多，難度不大，離子方程式的書寫錯誤率可能偏高點．