Question

如圖是某同學利用日常用品注射器設計簡易實驗裝置。甲管中注入10mL CH₄，同溫、同壓下乙管中注入50mL Cl₂，將乙管氣體推入甲管中，氣體在甲管中反應，針管用日光照射一段時間。

（1）下列是某同學預測的實驗現象：
①氣體最終變為無色；②實驗過程中，甲管活塞向內移動；③甲管內壁有油珠；④產生火花。其中正確的是________。
（2）甲管中發生的化學反應類型為________。
（3）反應后，甲管中剩余氣體能用下列試劑吸收的是_________
____________。

A．水	B．氫氧化鈉溶液
C．硝酸銀溶液	D．飽和食鹽水

（4）反應后，若將甲管中的物質推入盛有適量AgNO₃溶液的小試管中會觀察到________，若再向其中滴入幾滴石蕊試液，又觀察到________________。

Answer 1

（1）②③　（2）取代反應　（3）B
（4）液體分為兩層，產生白色沉淀　溶液變紅

在光照下，甲烷與氯氣發生連鎖反應：CH₄＋Cl₂CH₃Cl＋HCl，CH₃Cl＋Cl₂CH₂Cl₂＋HCl，CH₂Cl₂＋Cl₂CHCl₃＋HCl，CHCl₃＋Cl₂CCl₄＋HCl。（1）理論上，甲烷與氯氣體積比為1∶4時二者恰好完全反應，而該針管里氯氣與甲烷體積比為5∶1>4∶1，說明氯氣過量，最終氣體中仍有氯氣。該反應進行緩慢，不會產生火花。產物中只有氯化氫和一氯甲烷為氣體，所以氣體的總物質的量減小，內部壓強減小，甲管活塞向內移動。（2）甲烷分子中的4個氫原子可被氯原子逐一取代，故甲管中發生的是取代反應。（3）剩余氣體中含有氯氣和氯化氫，可用氫氧化鈉溶液吸收剩余氣體。（4）生成的HCl會與AgNO₃反應生成AgCl白色沉淀，同時因CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄難溶于水而看到液體分為兩層，若加入幾滴石蕊，溶液會變紅。