Question

【題目】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。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下：

根據設計要求回答：

（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②均勻混合氣體；③____________________。

（2）設同一條件下的體積比為：V（Cl2）/V（CH4）＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應________________________。

（3）D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用是________________________________。

（4）在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式________________________________________。

（5）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出有機物的最佳方法為________。該裝置還有缺陷，原因是沒有進行尾氣處理，其尾氣主要成分為________（填編號）。

a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4

Answer 1

【答案】（1）干燥混合氣體

（2）4

（3）吸收過量的氯氣

（4）CH4＋2Cl2C＋4HCl

（5）分液；ab

【解析】

試題分析：（1）在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯氣，同時生成的氯氣中還含有水分，濃硫酸具有吸水性、脫水性和強氧化性，所以B裝置除了控制氣流速度、均勻混合氣體外，還有干燥作用。

故答案為：干燥混合氣體；

（2）氯氣與甲烷發生取代反應，反應特點是1mol氯氣可取代1molH原子生成1molHCl，設

V（Cl2）/V（CH4）=x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則應保證甲烷被完全取代，x應大于或等于4。

故答案為：4；

（3）氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質，所以D裝置的石棉中均勻混有KI粉末，其作用

是吸收過量的氯氣。

故答案為：吸收過量的氯氣；

（4）生成的黑色小顆粒為炭黑，在強光照射下可發生CH4+2Cl2C+4HCl；

故答案為：CH4+2Cl2C+4HCl；

（5）鹽酸和有機物不能互溶，所以可以采用分液的方法分離，故選A；該裝置還有缺陷，原因是沒有進

行尾氣處理。因為CH4和CH3Cl常溫下為氣態，CH2Cl2、CHCl3和CCl4常溫下均為液態，所以其尾氣主要成分為ab。

故答案為：A；ab。