Question

2．某同學為了探究甲烷、乙烯和苯分別與鹵素反應的情況，分別設計了以下3個實驗，請回答下列問題．
Ⅰ．甲、乙兩支試管分別盛甲烷和氯氣的混合氣體（以體積比1：1混合），其中一支用黑紙包好，將它們置于光線一般的室內，等待片刻，觀察現象．請填寫下表：

實驗現象		實驗結論
甲	在光照條件下，試管內氣體顏色變淺了；試管內壁上出現了油狀液滴．	CH4與Cl2在光照條件下 發生化學反應
乙	迅速剝開黑紙，立即觀察，試管內氣體顏色為黃綠色．	CH4與Cl2在無光照條件下不發生化學反應．

請寫出CH₄和Cl₂在光照條件下發生反應，生成一氯取代產物的化學方程式CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl
Ⅱ．為探究乙烯與溴的加成反應，因實驗室制得的乙烯中通常會含有少量的SO₂等雜質氣體，該同學認為應先除去雜質，再通入溴水中．為此，他設計了如圖所示的實驗裝置：

請回答：
（1）①、②、③裝置中可盛放的試劑是：①A、②B、③C．（填序號）
A．NaOH溶液  B．品紅    C．溴水    D．酸性高錳酸鉀溶液
（2）除雜后，觀察到溴水褪色，結合所學內容得出結論：乙烯可與溴水發生加成反應．請寫出化學反應方程式CH₂=CH₂+Br₂→．
Ⅲ．為了探究苯與溴反應生成溴苯的實驗，該同學采用下圖所示裝置，請分析裝置并完成下列題目：

（1）關閉F夾，打開C夾，向裝有少量苯的三頸燒瓶中由A口加入過量溴，再加入少量鐵屑，塞住A口，則三頸燒瓶中發生反應的化學方程式為
（2）D、E試管內出現的現象為石蕊溶液變紅、出現淡黃色沉淀．
通過探究，該同學得出結論：甲烷、乙烯和苯在不同的條件下均能與鹵素反應．
Ⅳ．現有H₂、Cl₂、乙烷、乙烯這四種原料，請你設計一種制取一氯乙烷的最佳實驗方案，請用方程式表示出來（注意：原料不一定要全部選用）．H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl、CH₂=CH₂+HCl$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃CH₂Cl．

Answer 1

分析 Ⅰ．CH₄和Cl₂在光照條件下發生取代反應，生成CH₃Cl、HCl氣體及CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄液體，根據題中要求和元素守恒寫出化學方程式；
Ⅱ．乙烯中含有少量的SO₂等雜質氣體，可以通過氫氧化鈉溶液，以除去二氧化硫，再通過品紅溶液，檢驗二氧化硫是否除盡，將除去二氧化硫的乙烯通入溴水中，觀察溶液顏色的變化，可以探究乙烯與溴的加成反應，乙烯與溴水發生加成反應生成1，2-二溴乙烷，據此寫方程式；
Ⅲ．苯與溴發生取代反應生成溴苯和溴化氫，產生的溴化氫氣體遇到石蕊溶液，能石蕊溶液變紅色，溴化氫氣體通入硝酸銀溶液，能產生淺黃色沉淀；
Ⅳ．現有H₂、Cl₂、乙烷、乙烯這四種原料制取一氯乙烷，可以從產物唯一、原子利用率高、反應條件容易控制等角度分析，

解答 解：Ⅰ．CH₄和Cl₂在光照條件下發生取代反應，生成CH₃Cl、HCl氣體及CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄液體，所以根據實驗現象可得出的結論是CH₄與Cl₂在光照條件下發生化學反應，CH₄和Cl₂在光照條件下發生反應，生成一氯取代產物的化學方程式為CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，
故答案為：CH₄與Cl₂在光照條件下發生化學反應；CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
Ⅱ．（1）乙烯中含有少量的SO₂等雜質氣體，可以通過氫氧化鈉溶液，以除去二氧化硫，再通過品紅溶液，檢驗二氧化硫是否除盡，將除去二氧化硫的乙烯通入溴水中，觀察溶液顏色的變化，可以探究乙烯與溴的加成反應，所以①中可盛放的試劑是NaOH溶液，②中可盛放的試劑是品紅，③中可盛放的試劑是溴水，
故答案為：A；B；C；
（2）乙烯與溴水發生加成反應生成1，2-二溴乙烷，反應的方程式為CH₂=CH₂+Br₂→，
故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→；

Ⅲ．（1）苯與溴發生取代反應生成溴苯和溴化氫，反應的方程式為，
故答案為：；
（2）苯與溴發生取代反應生成溴苯和溴化氫，產生的溴化氫氣體遇到石蕊溶液，能石蕊溶液變紅色，溴化氫氣體通入硝酸銀溶液，能產生淺黃色沉淀，所以D試管內出現的現象為石蕊溶液變紅，E試管內出現的現象為 出現淡黃色沉淀，
故答案為：石蕊溶液變紅；出現淡黃色沉淀；
Ⅳ．用H₂、Cl₂、乙烷、乙烯這四種原料制取一氯乙烷的最佳實驗方案為用氯氣和氫氣反應生成氯化氫，再用氯化氫與乙烯發生加成反應得一氯乙烷，反應的方程式為H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl、CH₂=CH₂+HCl$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃CH₂Cl，
故答案為：H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl、CH₂=CH₂+HCl$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃CH₂Cl．

點評 本題考查了甲烷、乙烯和苯的性質的檢驗，熟悉甲烷、乙烯和苯的性質是解題關鍵，注意取代反應、加成反應的原理在題目中的靈活運用，題目難度中等．