Question

某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验。请填写下列空白：

【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成。

（1）该反应的反应类型为                    

（2）该反应的化学方程式为（只写第一步）                          ；

（3）水槽中盛放的液体应为                        ；（填标号）

A．水    B．饱和石灰水   C．饱和食盐水   D．饱和NaHCO₃溶液

【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO₃溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。

（4）你认为该实验设计得出的结论是否正确的              ，

若不正确，理由是：                    

【实验三】

步骤一：收集半试管氯气，加入10 mL蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）。测得pH = 3.26

步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40 W的日光灯下光照6 min后，加入10 mL蒸馏水，充分振荡，测得pH = 1.00。

（5）判断该反应中有氯化氢生成的依据是                    

Answer

（1）取代反应（2）CH4+Cl2CH3Cl+HCl（3）C

（4）不正确 氯水中加硝酸银也会产生沉淀

（5）步骤二测得的pH比步骤一测得PH小

【解析】

试题分析：（1）在光照的条件下，氯气和甲烷能发生取代反应，

（2）甲烷与氯气在光照下发生取代反应，甲烷分子中的氢原子被氯气分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氢，反应的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl。

（3）为防止氯气的溶解而减少，水槽中盛放的液体最好为饱和食盐水，BD都能和氯气反应，答案选C。

（4）氯水中存在化学平衡：Cl2+H2O H+ + Cl- + HClO；所以当氯水中加入AgNO3溶液时也会发生反应Ag++Cl-=AgCl↓，产生白色沉淀，所以得出的结论不正确。

（4）步骤一：氯气溶于水后，Cl2+H2OH++Cl-+HClO生成盐酸，其pH为3.26，步骤二：pH=1.00，比3.26小，说明除了氯气溶于水生成盐酸外还有别的反应产生HCl，所以答案为步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低。

考点：考查甲烷的取代反应实验基本操作。