Question

12．利用甲烷與氯氣發生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業上已成為現實．某化學興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如圖：

根據要求填空：
（1）實驗室制取Cl₂的化學反應方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）寫出CH₄與Cl₂生成一氯代物的化學反應方程式CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl．取代反應
（3）B裝置有三種功能：①控制氣體流速；②將氣體混合均勻；③干燥混合氣體．
（4）E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為分液．
（5）該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，尾氣的主要成分是AB（填編號）．
A．CH₄    B．CH₃Cl      C．CH₂Cl₂      D．CHCl₃     E．CCl₄．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件制備氯氣；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發生取代反應；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣和氯化氫；
（4）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，三種取代物都不溶于水；
（5）氯氣與甲烷反應生成產物中氯化氫、一氯甲烷為氣體，其余為液態．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）甲烷與氯氣在光照條件下發生取代反應，第一步反應生成一氯甲烷和氯化氫，化學方程式：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣和氯化氫，所以B裝置還能用來干燥混合氣體，故答案為：干燥混合氣體；
（4）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，
故答案為：分液；
（5）甲烷與氯氣發生取代反應生成的二氯甲烷、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．

點評 本題考查甲烷和氯氣的取代反應、氯氣的實驗室制法，明確甲烷發生取代反應的原理及得到氯代烷的性質是解題關鍵，題目難度不大．