Question

近几年，节能减排、提高原料利用率来提高经济效益成为人们关注的焦点。某化工厂利用甲烷与氯气反应得到的副产品来制取盐酸实现了变废为宝的梦想，其生产原理可在实验室中模拟如图，请根据要求填空：

（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③__________。

（2）设=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应_________。

（3）在C装置中，经过一段时间的强光照射后，发现硬质玻璃管内壁附着有油珠，生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气，反应化学方程式为2CHCl₃+O₂2COCl₂+2HCl，上述反应__________ (填选项符号，下同)。

A.属于取代反应         B.不属于取代反应

为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是____________。

A.氢氧化钠溶液                      B.硝酸银溶液

C.稀盐酸                                 D.水

E.湿润的蓝色石蕊试纸         F.湿润的无色酚酞试纸

（4）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是___________。

（5）E装置的作用是____________ (填编号)。

A.收集气体            B.吸收氯气

C.防止倒吸            D.吸收氯化氢

（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_____________；该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_____ (填编号)。

①CH₄    ②CH₃Cl      ③CH₂Cl₂     ④CHCl₃       ⑤CCl₄

Answer

干燥混合气体 大于或等于4 B B、E 吸收过量的氯气 C、D 分液 ①、②

【解析】

装置A是制备氯气，制备的氯气通过浓硫酸吸收水蒸气后，和甲烷一起通入装置C，在光照时发生取代反应，生成的氯化氢、一氯甲烷等气体通过D装置中的石棉上吸附着KI粉末除去氯气，在E装置中吸收生成的氯化氢气体，同时防止倒吸，生成的氯气中含有一氯甲烷等气体，需要加尾气吸收装置据此分析解答。

（1）浓硫酸可以干燥氯气和甲烷，根据冒出气泡的速率来控制气体硫酸，使氯气和甲烷混合均匀，故答案为：干燥混合气体；

（2）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4，故答案为：大于或等于4；

（3）反应前碳与氢原子和三个氯原子都是以单键相连，反应后碳氧之间是双键，不符合取代反应的特点，所以不属于取代反应；故选B；氯仿如果变质则发生反应2CHCl3+O2→2COCl2+2HCl，生成的氯化氢溶于水，电离产生氢离子和氯离子，所以能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，加入硝酸银溶液会发生反应生成白色的氯化银沉淀，故选：BE，故答案为：B；BE；

（4）氯气具有强氧化性，能氧化还原性物质KI，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末是吸收未反应的氯气，故答案为：吸收过量的氯气；

（5）E装置中水能吸收可溶性物质，且倒置的干燥管能防止倒吸，所以E装置作用是 吸收HCl，防止倒吸，故答案为：CD；

（6）甲烷可以和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；其中一氯甲烷为气态，反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分层，可用分液分开；一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，所以尾气的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体，应进行尾气处理，故答案为：分液； ①②。