利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程．其设计的模拟装置如下:根据要求填空:(1)制备Cl2时.先检查装置气密性.接下来的操作依次是．A.往烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加入稀盐酸(2)B装置有三种功能:①均匀混合气体,② ,③ ．(3)设V(Cl2)V(CH4)=x.若� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程．其设计的模拟装置如下：

根据要求填空：
（1）制备Cl₂时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是

（填序号）．
A、往烧瓶中加入MnO₂粉末 B、加热 C、往烧瓶中加入稀盐酸
（2）B装置有三种功能：①均匀混合气体；②

；③

．
（3）设

V(Cl2)

V(CH4)

=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值为

．
（4）D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是

．
（5）E装置的作用是

（填编号）．
A、收集气体 B、吸收氯气C、防止倒吸D、吸收氯化氢
（6）E装置除生成盐酸外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为

（填分离方法名称）．
（7）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为

（填编号）．
A、CH₄ B、CH₃Cl C、CH₂Cl₂ D、CHCl₃ E、CCl₄
（8）制备Cl₂反应会因盐酸浓度下降而停止．为测定反应残余液中盐酸的浓度，可采用盐酸中和滴定法．用

（“酸式”或“碱式”）滴定管量取试样20.0mL，用0.10mol?L^-1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为

mol?L^-1．

考点：制备实验方案的设计

专题：

分析：实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl₂，Cl₂经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应，生成多种氯代烃和HCl，在强光照射下可发生CH₄+2Cl₂

光照

C+4HCl，生成的黑色小颗粒为炭黑，最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物可用分液的方法分离．
（1）制备氯气时先在烧瓶中加二氧化锰，再通过分液漏斗加浓盐酸，然后加热；
（2）浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢，根据冒出气泡的速率来控制气体硫酸；
（3）甲烷可以和氯气发生取代反应，产物为氯化氢和二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳；
（4）氯气能将碘化钾氧化为碘单质；
（5）装置中最后进行尾气处理，氯化氢易溶于水需要防止倒吸；
（6）最后生成的HCl溶于水生成盐酸，与有机物可用分液的方法分离；
（7）尾气中含有一氯甲烷，还可能有过量的甲烷；
（8）盐酸应该用酸式滴定管量取；盐酸与氢氧化钠反应时，二者的物质的量相等，根据已知数据据此计算．

解答： 解：（1）制备氯气时先在烧瓶中加二氧化锰，再通过分液漏斗加浓盐酸，然后加热，所以操作顺序为A、C、B；
故答案为：A、C、B；
（2）生成的氯气中含有水，B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外，因浓硫酸具有吸水性，还具有干燥作用，
故答案为：干燥混合气体；控制流速；
（3）氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设

V(Cl2)

V(CH4)

=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x值应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4，
故答案为：≥4；
（4）氯气具有氧化性，KI中-1价的碘能被氯气氧化，产物为氯化钾固体和碘单质，所以，D装置的石棉中均匀混有KI粉末，能吸收过量的氯气，
故答案为：吸收过量的氯气；
（5）装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中，氯化氢易溶于水需要防止倒吸；
故答案为：CD；
（6）E装置中除了有盐酸生成外，还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水，能分层，可用分液分开；
故答案为：分液；
（7）反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷，可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体，应进行尾气处理，
故答案为：A、B；
（8）盐酸显酸性，应该用酸式滴定管量取；盐酸与氢氧化钠反应时，则c（酸）×V（酸）=c（碱）×V（碱），所以c（酸）×0.020L=0.022L×0.1mol/L，解得c（酸）=0.11mol/L；
故答案为：酸式；0.11．

点评：本题考查了物质制备和性质实验设计，主要考查了氯气的制备以及甲烷与氯气的取代反应，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和对基础知识的综合应用能力．

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（D是

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请填空：
（1）A的结构简式是

．
（2）框图中属于取代反应的是（填数字代号）

．
（3）框图中①③⑥属于

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（4）G_l的结构简式是

．

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（1）B的结构简式为

；C中含有的官能团-X的名称为

（2）反应④的反应类型为

；
（3）反应①的化学方程式为

；
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．
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．
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．
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（填名称）．
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，F→G的反应类型是

，
③书写化学方程式
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G→H

④G的同分异构体中，属于酯类目苯环上只有一个取代基的同分异构体有

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．

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．
（2）X的名称为

；Y的结构简式为

．
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．（填序号）
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（4）反应⑤的化学方程式为

．

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．
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