Question

某课外兴趣小组利用如下装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：

（1）反应前，量筒中CH₄与Cl₂的体积比为_____________，向100 mL量筒中充入CH₄、Cl₂的方法是_____________。

（2）CH₄与Cl₂发生反应的条件是___________；若用日光直射，可能会引起___________。

（3）实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁上出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_____________，_____________等。

（4）实验中生成的油状液滴的化学式为_____________，其中_____________是工业上重要的溶剂。

（5）饱和食盐水中有少量固体析出，其原因是_____________________________________。

（6）用饱和食盐水而不用水的原因是___________________________________________。

Answer 1

（1）1∶4  用排饱和食盐水的方法，先后收集20 mLCH₄和80 mLCl₂

（2）光照（或光亮处）  爆炸

（3）量筒内黄绿色气体颜色变浅  量筒内液面上升

（4）CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄     CHCl₃、CCl₄

（5）反应中有HCl生成，使溶液中的Cl^-浓度增大，促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固体的方向移动

（6）降低Cl₂在水中的溶解度，抑制Cl₂和水的反应

解析：（1）问，CH₄与Cl₂完全反应的化学方程式为CH₄+4Cl₂CCl₄+4HCl，则反应前量筒中CH₄与Cl₂的体积比为1∶4，充入方法是：用排饱和食盐水法先后收集20 mLCH₄和80 mLCl₂。（2）问，CH₄与Cl₂反应的条件是光照，日光直射时会引起爆炸。（3）问，反应中Cl₂的逐渐消耗使黄绿色变浅，CH₄和Cl₂的消耗使气体压强减小，量筒内的液面上升。（4）问，CH₄ 和Cl₂反应生成的CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄都是油状液体，其中的CHCl₃和CCl₄是工业上重要的溶剂。（5）问，饱和食盐水中存在NaCl（S）Na⁺+Cl^-，随着HCl的生成，溶液中c（Cl^-）不断增大，促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固体的方向移动，导致饱和食盐水中有少量固体析出。（6）问，Cl₂溶于水发生反应Cl₂+H₂OH⁺+Cl^-+HClO，饱和食盐水中浓度较大的Cl^-使上述平衡左移，从而抑制了Cl₂和H₂O的反应，降低了Cl₂在水中的溶解度。