Question

【題目】利用甲烷和氯氣發生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業上已成為現實。某化學興趣小組通過在實驗室中模擬上述過程，其設計的模擬裝置如下圖所示：

根據要求填空：

（1）B裝置有三種功能：①控制氣流速度；②干燥混合氣體；③________________。

（2）設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的氯化氫，則x值應____________。

（3）在C裝置中，經過一段時間的強光照射，發現硬質玻璃管內壁有黑色小顆粒產生，寫出置換出黑色小顆粒的化學方程式：____________________________________。

（4）E裝置除生成鹽酸外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法為___________。該裝置的主要缺陷是 。

（5）已知丁烷與氯氣的取代反應的產物之一為C4H8Cl2，其有 種同分異構體。

Answer 1

【答案】（1）均勻混合氣體 （2）大于或等于4 （3）CH4＋2Cl2C＋4HCl

（4）分液；沒有進行尾氣處理 （5）9

【解析】

試題分析：（1）在硫酸中氣體可以充分接觸，因此另一個作用是均勻混合氣體；

（2）氯氣與甲烷發生取代反應，反應特點是1molH原子被1molCl原子取代生成1molHCl，設V(Cl2)/V(CH4)＝x，若理論上欲獲得最多的HCl，則應保證每個甲烷分子中的H原子被完全取代，x應大于或者等于4；

（3）黑色顆粒是碳，則反應的方程式為CH4＋2Cl2C＋4HCl。

（4）E裝置中除有鹽酸生成，還有二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，它們均不溶于水，能分層，可用分液分開；反應生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是油狀的液體，只有一氯甲烷是氣體，還可能有過量的甲烷，可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等氣體，應進行尾氣處理；

（5）C4H8Cl2的同分異構體可以采取“定一議二”法確定，、、，故C4H8Cl2共有9種同分異構體。