Question

2．某課外活動小組利用如圖所示裝置探究甲烷于氯氣的反應．根據題意，回答下列問題：
①CH₄與Cl₂發生反應需用光照（或光亮處）光照射；若用日光直射，可能會引起爆炸．書寫生成一氯甲烷的化學反應方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl
②實驗中可觀察的實驗現象有：量筒內壁出現油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，量筒內黃綠色氣體顏色變淺，量筒內液面上升等．
③用飽和食鹽水而不用水的原因是降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反應．
④實驗中生成的油狀液滴中的氯仿可作局部麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化，產生劇毒氣體--光氣，反
應化學方程式為2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，上述反應B（填選項符號，下同）
A．屬于取代反應                   B．不屬于取代反應
為防止事故發生，在使用前檢驗氯仿是否變質可選用的試劑是BE
A．氫氧化鈉溶液      B．硝酸銀溶液             C．稀鹽酸
D．水                E．濕潤的藍色石蕊試紙     F．濕潤的無色酚酞試紙．

Answer 1

分析 ①甲烷為飽和烷烴，在光照條件下能夠與氯氣發生取代反應，若用日光直射，可能會引起爆炸；甲烷與氯氣發生一氯取代反應生成一氯甲烷和氯化氫；
②甲烷發生取代反應生成氯化氫，氯氣消耗所以量筒內顏色變淺，氣體減少所以壓強減小，量筒內的壓強減小，量筒內液面上升．因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl^-濃度增大，使氯化鈉的溶解平衡逆向移動，反應生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常溫下是無色油液體；
③氯氣在飽和食鹽水中的溶解度降低；
④取代反應是指有機化合物分子中任何一個原子或基團被試劑中同類型的其它原子或基團所取代的反應；依據反應2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，生成的產物氯化氫的性質解答．

解答 解：①CH₄和Cl₂在光照（或光亮處）條件下發生反應，若用日光直射，反應非常劇烈，可能會引起爆炸，甲烷與氯氣反應生成一氯甲烷的方程式為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案為：光照（或光亮處）；爆炸；CH₄+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃Cl+HCl；
②甲烷發生取代反應生成氯化氫，氯氣消耗所以量筒內顏色變淺，氣體減少所以壓強減小，量筒內的壓強減小，量筒內液面上升．因生成的HCl易溶于水，溶液中Cl^-濃度增大，使氯化鈉的溶解平衡逆向移動，反應生成CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄常溫下是無色油液體，所以看到的現象有：量筒內壁出現油狀液滴，飽和食鹽水中有少量固體析出，量筒內黃綠色氣體顏色變淺；量筒內液面上升；
故答案為：量筒內黃綠色氣體顏色變淺　量筒內液面上升；
③氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，飽和食鹽水電離出氯離子，氯氣在飽和食鹽水中的溶解度降低，所以用飽和食鹽水而不用水的原因是降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反應，
故答案為：降低Cl₂在水中溶解度，抑制Cl₂和水的反應；
④反應前碳與氫原子和三個氯原子都是以單的鍵相連，反應之后碳氧之間是雙鍵，不符合取代反應的特點，不所以取代反應；
氯仿如果變質則發生反應2CHCl₃+O₂→2COCl₂+2HCl，生成的氯化氫溶于水，電離產生氫離子和氯離子，所以能夠使濕潤的藍色石蕊試紙變紅色，加入硝酸銀溶液會發生反應生成白色的氯化銀沉淀，
故選：B；BE．

點評 本題考查了探究甲烷于氯氣的反應的實驗，熟悉甲烷的結構、性質是解題關鍵，注意④為易錯選項，抓住物質的性質是解題關鍵，題目難度中等．