Question

【題目】某研究小組為了探究甲烷和氯氣反應的情況，設計了幾個實驗。請填寫下列空白：

【實驗一】用如圖所示裝置，收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，照后觀察到量筒內形成一段水柱，認為有氯化氫生成。

（1）該反應的反應類型為

（2）該反應的化學方程式為（只寫第一步） ；

（3）水槽中盛放的液體應為 ；（填標號）

A．水 B．飽和石灰水 C．飽和食鹽水 D．飽和NaHCO3溶液

【實驗二】收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照反應后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，認為有氯化氫生成。

（4）你認為該實驗設計得出的結論是否正確的 ，

若不正確，理由是：

【實驗三】

步驟一：收集半試管氯氣，加入10 mL蒸餾水，充分振蕩，采用DIS系統的pH傳感器測溶液的pH（下同）。測得pH = 3.26

步驟二：收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體（各占50%），在40 W的日光燈下光照6 min后，加入10 mL蒸餾水，充分振蕩，測得pH = 1.00。

（5）判斷該反應中有氯化氫生成的依據是

Answer 1

【答案】（1）取代反應（2）CH4+Cl2CH3Cl+HCl（3）C

（4）不正確 氯水中加硝酸銀也會產生沉淀

（5）步驟二測得的pH比步驟一測得PH小

【解析】

試題分析：（1）在光照的條件下，氯氣和甲烷能發生取代反應，

（2）甲烷與氯氣在光照下發生取代反應，甲烷分子中的氫原子被氯氣分子中的氯原子取代，生成一氯甲烷和氯化氫，反應的化學方程式為CH4+Cl2CH3Cl+HCl。

（3）為防止氯氣的溶解而減少，水槽中盛放的液體最好為飽和食鹽水，BD都能和氯氣反應，答案選C。

（4）氯水中存在化學平衡：Cl2+H2O H+ + Cl- + HClO；所以當氯水中加入AgNO3溶液時也會發生反應Ag++Cl-=AgCl↓，產生白色沉淀，所以得出的結論不正確。

（4）步驟一：氯氣溶于水后，Cl2+H2OH++Cl-+HClO生成鹽酸，其pH為3.26，步驟二：pH=1.00，比3.26小，說明除了氯氣溶于水生成鹽酸外還有別的反應產生HCl，所以答案為步驟二測得的pH值比步驟一測得的pH值低。