Question

一氯甲烷是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。

(1)某小组同学在实验室用如图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。

①无水ZnCl₂为催化剂，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________，如果实验时圆底烧瓶加热时间过长，最终在瓶底得到一种白色物质，该物质的化学式是____________。

②装置B的主要作用是____________。

③收集到的CH₃Cl气体在氧气中充分燃烧，产物用过量的V₁ mL c₁ mol·L^－1 NaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示剂，用c₂ mol·L^－1盐酸标准液对吸收液进行返滴定，最终消耗V₂ mL盐酸。则所收集CH₃Cl的物质的量为________mol。(已知：2CH₃Cl＋3O₂2CO₂＋2H₂O＋2HCl)

(2)查阅资料可知：AgNO₃的乙醇溶液可以检验CH₃X中的卤素原子。相关数据如下表：

化学键	C—Cl	C—Br
键能(kJ·mol^－1)	330	276
化合物	AgCl	AgBr
Ksp	1.8×10^－10	5×10^－13

①CH₃X通入AgNO₃的乙醇溶液中，除有沉淀生成外，还生成硝酸甲酯，请写出硝酸甲酯的结构简式______________。

②CH₃Cl和CH₃Br的混合气体通入AgNO₃的乙醇溶液中，先出现淡黄色沉淀。请依据表中数据解释原因__________________。

③设计实验证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)：___________(简要说明实验操作、现象和结论)。

Answer

CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O Zn(OH)2(或ZnO) 除去氯化氢气体 (c1V1－c2V2)×10－3 CH3ONO2(写成CH3NO3也可) C—Br键的键能小，更容易断裂，同时溴化银的溶度积更小，溴化银更容易形成沉淀 向等浓度的氯化钠和溴化钠的混合溶液中滴加硝酸银溶液，先生成淡黄色沉淀，则证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)(其他合理答案也可)

【解析】考查实验方案设计与评价，（1）①装置A为制备CH3Cl，ZnCl2作催化剂，即圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O；根据所加物质，白色物质是Zn(OH)2或ZnO；②盐酸容易挥发，因此装置B的作用是除去挥发出的HCl气体；③ CH3Cl燃烧产生CO2和HCl，CO2与NaOH反应：2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，HCl＋NaOH=NaCl＋H2O，然后以甲基橙为指示剂，用盐酸滴定吸收液，发生NaOH＋HCl=NaCl＋H2O、Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，两次消耗的差值，应为一氯甲烷燃烧生成HCl的量，即为(V1c1－V2c2)×10－3mol，根据氯元素守恒，即CH3Cl的物质的量为(V1c1－V2c2)×10－3mol；（2）①根据酯的命名，硝酸甲酯的结构简式为CH3ONO2；②根据表格数据，淡黄色沉淀是AgBr，原因是C-Br键的键能小，更容易断裂，同时溴化银的溶度积更小，溴化银更容易形成沉淀；③向等浓度的氯化钠和溴化钠的混合溶液中滴加硝酸银溶液，先生成淡黄色沉淀，则证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)；或者向足量氯化钠溶液滴加少量的硝酸银溶液，出现白色沉淀，然后向溶液中滴加溴化钠溶液，出现淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。