Question

（10分）某研究小組為了探究甲烷和氯氣反應的情況，設計了幾個實驗。請填寫下列空白：
[實驗一]用如圖所示裝置，排水法收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照后觀察到量筒內形成一段水柱，認為有氯化氫生成。

（1）該反應的化學方程式為         ；（只寫第二步）
（2）水槽中盛放的液體最好為        ；（填標號）

A．水

B．飽和石灰水

C．飽和食鹽水

D．飽和NaHCO3溶液

[實驗二]用排蒸餾水法收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照反應后，
滴加AgNO₃溶液，看到有白色沉淀生成，認為有氯化氫生成。
（3）該實驗設計的錯誤之處              ；
[實驗三]
步驟一：收集半試管氯氣，加入10 mL 蒸餾水，充分振蕩，采用DIS系統的pH傳感器測溶液的pH（下同）。測得pH = 3.26。
步驟二：收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體（各占50%），在40 W的日光燈下光照6 min后，加入10 mL 蒸餾水，充分振蕩，測得pH = 1.00。
（4）判斷該反應中有氯化氫生成的依據是               ；
（5）假設氯氣完全參與反應，且不考慮氯氣溶解于水。往反應后的溶液中加水稀釋到100.00 mL，取20.00 mL稀釋液，加入10.00 mL濃度為0.01 mol·L^-1的AgNO₃溶液恰好完全反應，則試管中原有氯氣在標準狀況下的體積為       mL；

Answer 1

（1）CH₃Cl+Cl₂CH₂Cl₂+HCl；
（2）C    （3）氯水中加硝酸銀也會產生沉淀；
（4）步驟二測的pH比步驟一測的pH小；
（5）11.2

（1）在光照的條件下，氯氣和甲烷發生取代反應，方程式為CH₃Cl+Cl₂CH₂Cl₂+HCl。
（2）為防止氯氣的溶解而減少，水槽中盛放的液體最好為飽和食鹽水，BD都能和氯氣反應，所以答案選C。
（3）由于氯氣溶于水產生的氯水也能和硝酸銀反應產生沉淀，所以設計是錯誤的。
（4）由于在取代反應還生成氯化氫，氯化氫溶于水即得到鹽酸，所以pH更小。
（5）消耗硝酸銀是0.0001mol，所以100.00ml溶液中氯離子的物質的量是0.0005mol，則參加反應的氯氣是0.0005mol，所以標準狀況下的體積是0.0005mol×22.4L/mol＝0.0112L＝11.2ml。