Question

一氯甲烷(CH₃Cl)一种重要的化工原料，常温下它是无色有毒气体，微溶于水，易溶于乙醇、CCl₄等有机浓剂。

(1)甲组同学在实验室用下图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。

①装置A中仪器a的名称为__________，a瓶中发生反应的化学方程式为_________________。

②实验室干燥ZnCl₂晶体制备无水ZnCl₂的方法是________________。

③装置B的主要作用是_________________。

④若将收集到的CH₃Cl气体在足量的氧气中充分燃烧，产物用过量的V₁mL、c₁mol·L^-1Na OH溶液充分吸收。现以甲基橙作指示剂，用c₂mol·L^-1盐酸标准溶液对吸收液进行返滴定，最终消耗V₂mL盐酸。则所收集CH₃C1的物质的量为________mol。(已知：2CH₃Cl+3O₂2CO₂+2H₂O+2HCl)

(2)为探究CH₃Cl与CH₄分子稳定性的差别，乙组同学设计实验验证CH₃C1能被酸性KMnO₄溶液氧化。

①将甲组装置制备的CH₃Cl气体通过盛有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶，如果观察到溶液中__________，则说明CH₃Cl比CH₄分子稳定性弱。

②实验过程中还产生了一种黄绿色气体和一种无色气体，该反应的离子方程式为________________。

(3)丙组同学选用甲组A、B装置和下图所示的部分装置检验CH₃Cl中的氯元素。

①丙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_________。

②D中分液漏斗中盛放的试剂是硝酸酸化的硝酸银溶液。通入一段时间的CH₃Cl气体后，打开分液漏斗的活塞，观察实验现象，能证明CH₃Cl中含有氯元素的实验现象是______________________。

Answer

圆底烧瓶 CH3OH+HCl(浓) CH3Cl+H2O 在HC1气流中小心加热 除去HC1、CH3OH气体 (c1V1-c2V2)×10-3 紫色褪去 l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O F、D、G F中无白色沉淀生成，D中有白色沉淀生成

【解析】试题分析：本题以一氯甲烷的制备和氯元素的检验为载体，主要考查醇类的取代反应原理、盐类水解、滴定反应的计算、卤代烃中卤原子的检验等知识，考查考生对滴定原理的理解能力，考查考生的检验实验设计能力。

解析：（1）①甲醇与浓盐酸可以发生取代反应生成一氯甲烷，反应原理为CH3OH＋HCl CH3Cl+H2O。正确答案：圆底烧瓶、CH3OH＋HCl CH3Cl+H2O。②用干燥ZnCl2晶体制备无水ZnCl2过程中，主要防止在加热除去结晶水同时ZnCl2会发生水解反应，可以不断通入干燥的HCl抑制ZnCl2的水解并带出水蒸气。正确答案：在HC1气流中小心加热。③从A装置中导出的气体中含有CH3Cl、CH3OH、HCl、H2O，B装置盛放的水可以溶解除去CH3OH、HCl及大部分水蒸气。正确答案：除去CH3OH、HCl。④设收集到的CH3Cl为xmol，反应生成CO2xmol，HClxmol，NaOH吸收过程中消耗NaOH 2x+x=3xmol，剩余NaOH 10-3×c1v1-3xmol。用甲基橙作指示剂滴定时，反应生成的Na2CO3生成CO2，则10-3×c1v1-3xmol+ 2x=10-3×c2v2，x=10-3×(c1v1-c2v2)。正确答案：10-3×(c1v1-c2v2) 。

(2)①如果CH3Cl分子比CH4更加活泼，则CH3Cl能够被酸性KMnO4溶液氧化，酸性KMnO4溶液被还原而褪色。正确答案：紫色褪去。②生成的黄绿色气体是Cl2，同时C被氧化生成CO2，即反应基础理解为CH3Cl+KMnO4 →Cl2↑+CO2↑+MnSO4，配平得l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O。正确答案：l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2+5Cl2+14Mn2++36H2O。（3）由于A中导出的气体含有CH3Cl、HCl等物质，通过B除去HCl后还需要证明HCl已经完全除尽，所以先通过F装置检验不存在HCl气体。CH3Cl中的Cl元素无法直接检验，所以需要通过卤代烃的水解反应或消去反应首先转变成Cl-，然后加硝酸酸化后用AgNO3检验Cl-。最后气体中没有反应的CH3Cl通过G中的CCl4吸收，防止污染空气。当F溶液中没有白色沉淀，且D最终有白色沉淀时可以证明卤代烃中含有Cl元素。正确答案：FDG、F中无白色沉淀生成，D中有白色沉淀生成。

点睛：氧化还原反应的配平，首先配平氧化还原反应过程中的得失电子，以本题为例，CH3Cl+KMnO4 →Cl2↑+CO2↑+MnSO4，CH3Cl中C元素升高6价，氯元素升高1价，CH3Cl中被氧化的元素总计升高7价，KMnO4中Mn元素降低5价，考虑到氯气是双原子分子，部分配平后为10CH3Cl+14MnO4- →7Cl2↑+10CO2↑+14Mn2+，再配平离子电荷，由于使用的是酸性KMnO4溶液，得10CH3Cl+14MnO4- +42H+→7Cl2↑+10CO2↑+14Mn2+，最后由质量守恒得到l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O