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    5．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．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图：
    （1）检查该装置气密性的方法是：关闭止水夹和分液漏斗的活塞，往E中烧杯水至浸没干燥管的末端，点燃A处酒精灯，若E中有气泡生成，熄灭酒精灯后，在干燥管的末端形成一段水柱，证明装置气密性良好．
    （2）写出A装置中反应的离子方程式：4H++2Cl-+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
    （3）B装置有三种功能：①控制气流速度；②将气体混合均匀；
    ③干燥混合气体．
    （4）设氯气与甲烷的体积比V（Cl2）/V （CH4）=x，理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是≥4．
    （5）D装置的作用是除去A（填序号，下同），E装置放出的尾气含有B．
    A．Cl2    B．CH3C1    C．CH2Cl2    D．CHCl3
    （6）设计实验：
    ①证明甲烷与氯气发生了取代反应：有同学认为只要检验装置E中是否存在Cl-就可以，但老师认为该装置有缺陷，否认了该同学的观点，老师的理由是制取的氯气中混合有氯化氢气体．该同学认真思考后，在A、B之间增加的装置是B．
    A．  B． C．
    ②证明氧化性Cl2＞Br2向KBr溶液中通入Cl2，溶液变橙色．

    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，MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，Cl2经浓硫酸干燥后和甲烷在强光照条件下发生取代反应，生成多种氯代烃和HCl，如在强光照射下可发生CH4+Cl2 $\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HCl，D装置中的四氯化碳作用是吸收生成的多种氯代烃，除去过量的氯气，最后生成的HCl溶于水生成盐酸，由于一氯甲烷是气体，所以从E中出来和尾气有可能有一氯甲烷，
    （1）根据密封装置中气体受热膨胀，会在导管口形成气泡，冷却后会在导管形成水柱，检验装置是否密封；
    （2）实验室制取Cl2，二氧化锰与浓盐酸在加热条件反应生成氯化锰、氯气和水，盐酸、氯化锰可拆写成离子；
    （3）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，使氯气和氯化氢混合均匀；
    （4）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，据此分析；
    （5）D装置中的四氯化碳作用是吸收生成的多种氯代烃，除去过量的氯气，由于一氯甲烷是气体，所以从E中出来和尾气有可能有一氯甲烷；
    （6）①实验中制取的氯气中含有氯化氢杂质，所以E装置中检验出氯离子，不能说明甲烷和氯气发生取代反应，也可能是氯气中的氯化氢，所以氯化氢杂质要除去；
    ②用氯气氧化溴离子可证明氧化性Cl2＞Br2；

    解答 解：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，MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，Cl2经浓硫酸干燥后和甲烷在强光照条件下发生取代反应，生成多种氯代烃和HCl，如在强光照射下可发生CH4+Cl2 $\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HCl，D装置中的四氯化碳其作用是吸收生成的多种氯代烃，除去过量的氯气，最后生成的HCl溶于水生成盐酸，由于一氯甲烷是气体，所以从E中出来和尾气有可能有一氯甲烷，
    （1）根据密封装置中气体受热膨胀，会在导管口形成气泡，冷却后会在导管形成水柱，检验装置是否密封，具体操作为往E中烧杯水至浸没干燥管的末端，点燃A处酒精灯，若E中有气泡生成，熄灭酒精灯后，在干燥管的末端形成一段水柱，
    故答案为：往E中烧杯水至浸没干燥管的末端，点燃A处酒精灯，若E中有气泡生成，熄灭酒精灯后，在干燥管的末端形成一段水柱；
    （2）实验室制取Cl2，二氧化锰与浓盐酸在加热条件反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为4H++2Cl-+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O，
    故答案为：4H++2Cl-+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
    （3）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，使氯气和氯化氢混合均匀，
    故答案为：将气体混合均匀；干燥混合气体；
    （4）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$\frac{V（Cl{\;}_{2}）}{V（CH{\;}_{4}）}$=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；
    （5）根据上面的分析可知，D装置中的四氯化碳其作用是吸收生成的多种氯代烃，除去过量的氯气，故选A，由于一氯甲烷是气体，所以从E中出来和尾气有可能有一氯甲烷，故选B，
    故答案为：A；B；
    （6）①实验中制取的氯气中含有氯化氢杂质，所以E装置中检验出氯离子，不能说明甲烷和氯气发生取代反应，也可能是氯气中的氯化氢，所以氯化氢杂质要除去，所以在A、B之间增加的装置是饱和食盐水，故选B，
    故答案为：制取的氯气中混合有氯化氢气体；B；
    ②用氯气氧化溴离子可证明氧化性Cl2＞Br2，实验方法是向KBr溶液中通入Cl2，溶液变橙色，即可证明氧化性Cl2＞Br2，
    故答案为：向KBr溶液中通入Cl2，溶液变橙色．

    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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