Question

【題目】Ⅰ利用下圖裝置驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律。

(1)若要證明非金屬性：Cl>I，A中加濃鹽酸，B中加KMnO4(KMnO4與濃鹽酸常溫下反應(yīng)生成氯氣，C中加淀粉碘化鉀溶液，觀察到C溶液中的現(xiàn)象是__________，即可證明。可用__________溶液吸收尾氣。

(2)若要證明非金屬性：C>Si，則在A中加鹽酸，B中加CaCO3，C中加Na2SiO3溶液，觀察到C中溶液的現(xiàn)象是__________，即可證明。但有的同學(xué)認為鹽酸具有揮發(fā)性，應(yīng)用__________溶液除去。

Ⅱ利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學(xué)興趣小組擬在實驗室中模擬上述過程，所設(shè)計的裝置如下圖所示：

(1)A中制取氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

(2)D裝置中的石棉上吸附著潮濕的KI粉末，其作用是__________。

(3)E裝置的作用是_________(填序號)。

A.收集氣體 B. 吸收氯氣 C.吸收氯化氫

(4)E裝置中除了有鹽酸生成外，還含有有機物，從E中分離出鹽酸的最佳方法是__________。

(5) 將1molCH4與Cl2發(fā)生取代，測得4種有機取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣的物質(zhì)的量是____。

Answer 1

【答案】無色溶液變藍 NaOH 生成白色沉淀 飽和碳酸氫鈉 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2 C 分液 2.5mol

【解析】

I．(1)根據(jù)非金屬性越強單質(zhì)的氧化性越強分析；

(2)根據(jù)非金屬性越強最高價氧化物的酸性越強分析；

Ⅱ．本實驗的目的是利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的副產(chǎn)品生產(chǎn)鹽酸，首先在裝置A中利用濃鹽酸和二氧化錳共熱制取氯氣，甲烷和生成的氯氣經(jīng)濃硫酸干燥后通入B裝置在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，D中用吸附著潮濕的KI粉末的石棉吸收未反應(yīng)的氯氣，裝置E中用水吸收生成的HCl氣體，同時有取代反應(yīng)的有機產(chǎn)物冷凝，與生成的鹽酸分層，可分液分離得到鹽酸；HCl極易溶于水，干燥管可以防止倒吸。

I．(1)濃鹽酸和高錳酸鉀反應(yīng)生成的氯氣進入裝置C中，根據(jù)非金屬性越強單質(zhì)的氧化性越強可知，若氯氣將淀粉碘化鉀溶液中的碘離子氧化成碘單質(zhì)，則可以證明Cl的非金屬性更強，而淀粉遇碘變藍，所以當觀察到無色溶液變藍，即可證明非金屬性Cl>I；氯氣可以和NaOH反應(yīng)，所以可以用NaOH溶液吸收尾氣；

(2)鹽酸可以和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳進入C裝置，根據(jù)非金屬性越強，最高價氧化物的酸性越強，若裝置C中生成硅酸，則可證明非金屬C>Si，而硅酸不溶于水，所以觀察到C中生成白色沉淀，即可證明；二氧化碳中混有的HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液除去；

Ⅱ．(1)濃鹽酸和二氧化錳共熱生成氯氣的化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)潮濕的KI粉末可用除去HCl中未反應(yīng)的Cl2；

(3)E裝置的作用是吸收反應(yīng)生成的HCl，所以選C；

(4)生成的有機物與鹽酸不互溶，所以可以分液分離得到鹽酸；

(5)將1molCH4與Cl2發(fā)生取代，測得4種有機取代物的物質(zhì)的量相等，即生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均為0.25mol，根據(jù)元素守恒可知Cl原子為2.5mol，取代反應(yīng)中有一個氯原子取代一個氫原子的同時還會生成一個HCl，所以HCl還有2.5molCl原子，所以消耗的氯氣的物質(zhì)的量為2.5mol。