Question

【题目】—氯甲烷是一种重要的化工原料，常温下它是无色有毒气体，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。

（1）某小组同学在实验室用如图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。

①装置B的主要作用是_____。

②以无水ZnCl2为催化剂，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____。如果实验时圆底烧瓶加热时间过长，最终在瓶底得到一种白色物质，该物质的化学式是____。

③收集到的CH3Cl气体在氧气中充分燃烧，产物用过量的V1mLc1mol/LNaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示剂，用c2mol/L盐酸标准液对吸收液进行滴定，最终消耗V2mL盐酸，则所收集CH3Cl的物质的量为_____mol。(已知：2CH3Cl+3O2=2CO2+2H2O+2HCl)

（2）查阅资料可知：AgNO3的乙醇溶液可以检验CH3X中的卤素原子。相关数据如下表：

化学键	C-Cl	C-Br
键能/(kJ·mol-1)	330	276
化合物	AgCl	AgBr
Ksp	1．8×10-10	5×10-13

①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中,除有沉淀生成外,还生成硝酸甲酯,请写出硝酸甲酯的结构简式：_____。

②设计实验证明HBr是强酸：____(简要说明实验操作、现象和结论)

③CH3Cl和CH3Br的混合气体通入AgNO3的乙醇溶液中,先出现淡黄色沉淀。请依据表中的键能和Ksp数据解释原因:____。

Answer 1

【答案】除去HCl气体 CH3OH+HClCH3Cl+H2O Zn(OH)2(或ZnO) (c1V1-c2V2)×10-3 CH3ONO2 常温下，测0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或测NaBr溶液的pH=7等(合理即可) C-Br键的键能小，更容易断裂，同时溴化银的溶度积更小，更容易形成溴化银沉淀

【解析】

（1）①氯化氢易挥发，所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氢；
②甲醇与浓盐酸在氯化铝作催化剂的条件下发生取代反应生成一氯甲烷和水，氯化锌加热时间过长会水解生成氢氧化锌或氧化锌；
③根据题意，一氯甲烷燃烧产生氯化氢，根据与之反应的氢氧化钠的物质的量可求得氯化氢的物质的量，进而确定一氯甲烷的物质的量；
（2）根据题意，CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中，能生成硝酸甲酯和AgX；

①根据有机酸酯类比写出硝酸甲酯的结构简式；

②强酸在水中完全电离，据此设计实验；

③根据沉淀的溶解平衡以及键能参数可知，键能小的化学键更易断裂，并且形成沉淀时，优先形成溶度积小的，据此答题。

（1）①氯化氢易挥发，所以要用水除去一氯甲烷中的氯化氢，所以装置B的主要作用是除去氯化氢气体；
②甲醇与浓盐酸在氯化锌作催化剂的条件下发生取代反应生成一氯甲烷和水，反应的化学方程式为CH3OH+HClCH3Cl+H2O；加热时间过长会导致氯化锌水解生成氢氧化锌或氧化锌沉淀，化学式为Zn（OH）2或ZnO，

③根据题意，与氯化氢反应的氢氧化钠的物质的量为c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol，所以一氯甲烷燃烧产生氯化氢的物质的量为c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol，则一氯甲烷的物质的量为（c1V1-c2V2）×10-3mol；

（2）①硝酸甲酯的结构简式为：CH3ONO2；
②若HBr为强酸，则HBr在水中能够完全电离，并且其形成的强碱盐不会水解，据此可设计实验为：常温下，测0.1mol/L的HBr溶液的pH=1或测NaBr溶液的pH=7等(合理即可)；

③依据表中数据可知，C-Br键的键能小，更容易断裂，同时溴化银的溶度积常数更小，溴化银更容易形成沉淀，所以先出现淡黄色溴化银沉淀；
故答案为：C-Br键的键能小，更容易断裂，同时溴化银的溶度积更小，更容易形成溴化银。