Question

4．一氯甲烷，也叫甲基氯，常温下是无色气体，密度为0.9159g/cm³，熔点为-97.73℃，沸点为-24.2℃，18℃时在水中的溶解度为280mL/mL水，与乙醚、丙酮或苯互溶，能溶于乙醇．在实验室里可用下图装置制造一氯甲烷：制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸．
试填写下列空白：
（1）制备一氯甲烷的化学方程式CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O，其反应类型属于取代反应；
（2）装置b的作用是防止倒吸，保证安全；
（3）已知卤代烃能发生碱性水解，转化为醇．装置e中可能发生的反应方程为CH₃Cl+NaOH$\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl；NaOH+HCl=NaCl+H₂O．
（4）检验气体产物CH₃Cl的方法是：在e的逸出口点燃CH₃Cl气体，火焰呈蓝绿色（燃烧产物中含氯产物只有HCl）．则CH₃Cl燃烧的化学方程式是2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{点燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl；
（5）实验中实际按甲醇和浓盐酸1：2（物质量之比）进行反应的理由是可使甲醇充分反应，转化成一氯甲烷；
（6）某学生在关闭活塞x的情况下做此实验时发现，收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇浓盐酸的混和液的量比正常情况下多（装置的气密性没有问题），其原因是醇沸点较低（64.7℃），受热时易挥发，致使一部分未反应而逸出．

Answer 1

分析 （1）根据制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸可知制备一氯甲烷的原理，据此写出反应的化学方程式；
（2）由于氯化氢极易挥发，而氯化氢又极易溶解在水中，所以装置b的作用是防止倒吸，保证安全；
（3）卤代烃能发生碱性水解，转化为醇，由于在生成醇的同时，还生成氯化氢，则最终e中发生的反应有：一氯甲烷与氢氧化钠溶液反应、氯化氢与氢氧化钠溶液反应；
（4）根据一氯甲烷的组成元素可知，一氯甲烷燃烧的生成物应该是CO₂、水和氯化氢；
（5）实际按甲醇和浓盐酸1：2（物质量之比）进行反应，显然盐酸是过量的，目的应该是增加一种反应物（浓盐酸）的量，提高另一反应物（甲醇）的转化率；
（6）甲醇沸点较低（64.7℃），受热时易挥发，致使一部分未反应而逸出，使实际产量少．

解答 解：从左向右的实验仪器作用分别为：制取一氯甲烷，防倒吸，排水法收集一氯甲烷气体，接收排水集气体时排出的水，尾气吸收；
（1）制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸，故该实验中的一氯甲烷应该用甲醇和浓盐酸制得，反应的化学方程式为：CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O，该反应为取代反应，
故答案为：CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O；取代；
（2）由于氯化氢极易挥发，而氯化氢又极易溶解在水中，所以装置b的作用是防止倒吸，保证安全，
故答案为：防止倒吸，保证安全；
（3）浓盐酸易挥发，卤代烃能发生水解，生成乙醇和氯化氢，装置e为尾气吸收装置，吸收的为氯化氢气体，发生的反应为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；一氯甲烷还能够与氢氧化钠酸溶液反应生成甲醇和氯化钠，反应的化学方程式为：CH₃Cl+NaOH $\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl，
故答案为：CH₃Cl+NaOH $\stackrel{H_{2}O}{→}$CH₃OH+NaCl；NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
（4）根据一氯甲烷的组成元素可知，一氯甲烷燃烧的生成物应该是CO₂、水和氯化氢，则CH₃Cl燃烧的化学方程式是：2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{点燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl，
故答案为：2CH₃Cl+3O₂$\stackrel{点燃}{→}$2CO₂+2H₂O+2HCl；
（5）根据CH₃OH+HCl$→_{△}^{ZnCl_{2}}$CH₃Cl+H₂O知：甲醇和浓盐酸1：1（物质量之比）反应恰好反应，而实际按甲醇和浓盐酸1：2（物质量之比）进行反应，显然盐酸是过量的，目的应该是增加一种反应物（浓盐酸）的量，提高另一反应物（甲醇）的转化率，使甲醇充分反应，转化成一氯甲烷；
故答案为：可使甲醇充分反应，转化成一氯甲烷；
（6）根据已知条件可知，甲醇沸点较低（64.7℃），受热时易挥发，致使一部分未反应而逸出，所以收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇、浓盐酸的混和溶液的量比正常情况下多；
故答案为：甲醇沸点较低（64.7℃），受热时易挥发，致使一部分未反应而逸出．

点评 本题考查物质制备的有关实验设计、操作、评价以及有关反应式的书写等知识点，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题综合性强，侧重对学生实验能力的培养．