Question

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下

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V(Cl₂)/V(CH₄)=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应           

（3）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是              。

（4）E装置的作用是         （填编号）

A、吸收甲烷   B、吸收氯气    C、防止倒吸    D、吸收氯化氢

（5）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式                  。

（6）E装置除了生成盐酸外，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，你认为是_______________________________________________。

Answer

（1）干燥混合气体；（2）大于或等于4；（3）吸收过量的氯气；（4）c、d；

（5）CH4+2Cl2C+4HCl（6）分液；没有进行尾气处理，有机气体如CH4、CH3Cl会逸散到空气中。

【解析】

试题分析：（1）生成的氯气中含有水，B装置除具有控制气体流速、均匀混合气体之外，因浓硫酸具有吸水性，还具有干燥作用，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1molH原子被1molCl原子取代生成1molHCl，设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲获得最多的HCl，则应保证每个甲烷分子中的H原子被完全取代，x应大于或者等于4，答案为：大于或等于4；（3）Cl2具有氧化性，可以氧化KI中的I-，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，能吸收过量的氯气，答案为：吸收过量的氯气；（4）装置中最后剩余的HCl气体需要处理，不能排放到空气中，HCl易溶于水需要防止倒吸，答案为：c、d；（5）E装置中除有盐酸生成，还有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，它们均不溶于水，能分层，可用分液分开；反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，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，答案为：分液；没有进行尾气处理，有机气体如CH4、CH3Cl会逸散到空气中。

考点：考查取代反应的特点、制备实验方案的设计