Question

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)． 某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過(guò)程，設(shè)計(jì)的模擬裝置如下：

根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答：
（1）在B裝置中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的光照，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式 ．
（2）C裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是 ．
（3）D裝置用于吸收HCl的優(yōu)點(diǎn)是 ．
（4）從環(huán)保的角度考慮，該裝置還不完善，原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，其尾氣主要成分可能有（填編號(hào)）． a．CH4　 b．CH3Cl 　c．CH2Cl2　 d．CHCl3　e．CCl4
（5）其他條件均不變，若去掉A裝置，則D中所得鹽酸的濃度將（填“不變”、“變大”或“變小”），你認(rèn)為可能原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）CH4+2Cl2 C+4HCl
（2）吸收未反應(yīng)的Cl2
（3）防止倒吸
（4）a、b
（5）變小； CH4和Cl2混合不均導(dǎo)致反應(yīng)不充分或生成的HCl結(jié)合水蒸氣形成液滴殘留在硬質(zhì)玻璃管中
【解析】解：（1）在B裝置中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的光照，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生，反應(yīng)是氯氣在光照條件下置換出甲烷中的C，同時(shí)產(chǎn)生HCl，化學(xué)方程式為：CH4+2Cl2 C+4HCl．

所以答案是：CH4+2Cl2 C+4HCl；（2）C裝置的石棉中均勻混有KI粉末，KI會(huì)和氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生KCl，防止產(chǎn)生的氯氣污染大氣，其作用是吸收未反應(yīng)的Cl2．

所以答案是：吸收未反應(yīng)的Cl2；（3）D裝置裝置中有水，是吸收產(chǎn)生的HCl氣體，使用了漏斗，是為了防止倒吸，其優(yōu)點(diǎn)是防止倒吸．

所以答案是：防止倒吸．（4）從環(huán)保的角度考慮，該裝置還不完善，原因是沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，考慮到甲烷在光照下氯氣反應(yīng)，還能發(fā)生取代反應(yīng)，生成CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，其中CH3Cl為氣體，還存在未反應(yīng)完的甲烷，則其尾氣主要成分可能有CH4，CH3Cl．

故選：a、b；（5）A裝置的濃硫酸起到干燥氣體的作用，HCl氣體極易溶于水，其他條件均不變，若去掉A裝置，反應(yīng)過(guò)程中HCl氣體變會(huì)大部分溶于原氣體所帶的水，則D中所得鹽酸的濃度將變小，或者由于水的存在，使得兩種原反應(yīng)氣體混合不充分，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生影響；原因可能是CH4和Cl2混合不均導(dǎo)致反應(yīng)不充分或生成的HCl結(jié)合水蒸氣形成液滴殘留在硬質(zhì)玻璃管中．

所以答案是：變小，CH4和Cl2混合不均導(dǎo)致反應(yīng)不充分或生成的HCl結(jié)合水蒸氣形成液滴殘留在硬質(zhì)玻璃管中．