【题目】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：
试回答下列问题：
（1）请写出C装置中生成CH3Cl的化学方程式：___________________________________。有人认为E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为他的看法________(填“正确”或“不正确”)。
（2）B装置有三种功能：①控制气流速率；②混匀混合气体；③________________。
（3）一段时间后发现D装置中的棉花由白色变为蓝色，则棉花上可能预先滴有________溶液。
（4）E装置中除盐酸外，还含有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填字母)。
a．分液法 b．蒸馏法 c．结晶法
（5）将1 mol CH4与Cl2发生取代反应，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1 mol，则参加反应的Cl2的物质的量为________，生成HCl的总物质的量为________。
【答案】CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl 正确 干燥气体 淀粉-KI a 3 mol 3 mol
【解析】
在加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，浓硫酸具有吸水性，可以作干燥剂，C中甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成氯代甲烷和HCl，尾气中含有氯化氢，氯化氢极易溶于水，所以E装置是吸收氯化氢制得盐酸，球形干燥管能防倒吸；
(1)C 装置中生成 CH3Cl的反应是甲烷和氯气光照发生取代反应生成，E 中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，可能是浓盐酸挥发出的氯化氢气体、或未反应的氯气与水反应生成的；
(2)浓硫酸具有吸水性，控制气流速度等；
(3)D装置中有未完全反应的Cl2，碘遇淀粉溶液变蓝色；
(4)生成的有机物不溶于水，可以利用分液方法分离；
(5)CH4与Cl2发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，一半的氯在有机物中，根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，结合C守恒，计算出各自的物质的量，进而计算所需氯气的物质的量。
(1)C装置中生成 CH3Cl的反应是甲烷和氯气光照发生取代反应生成，反应的化学方程式：CH4+Cl2
CH3Cl+HCl，E中有氯化氢产生，不能证明甲烷与氯气发生了取代反应，可能是浓盐酸挥发出的氯化氢气体、或未反应的氯气与水反应生成的，他的看法正确；
(2)浓硫酸具有吸水性，因为甲烷和氯气中含有水蒸气，所以浓硫酸干燥混合气体，还可以控制气流速度，能均匀混合气体等作用；
(3)D装置中的棉花由白色变为蓝色，结合D装置中含有Cl2，说明棉花上可能预先滴有淀粉—KI溶液，Cl2氧化KI生成I2，碘遇淀粉溶液变蓝色；
(4)氯代甲烷难溶于水，而HCl极易溶于水，可以采用分液方法分离提纯，故答案为a；
(5)根据充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol，可以设其物质的量分别是x、（x+0.1mol）、（x+0.2mol）、（x+0.3mol）；根据C守恒，x+（x+0.1mol）+（x+0.2mol）+（x+0.3mol）=1mol，解得x=0.1mol，n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)物质的量依次为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.1mol+2×0.2mol+3×0.3mol+4×0.4mol=3mol，生成HCl的物质的量共为3mol。
灵星计算小达人系列答案
孟建平错题本系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】元素的基态原子的核外电子有3种能量状态、5种空间状态，X是其中第一电离能最小的元素；元素Y的M层电子运动状态与X的价电子运动状态相同；元素Z位于第四周期，其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子。
(1)X基态原子的电子排布式为___________。
(2)X的氢化物(H2X)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是___________。
(3)在Y的氢化物(H2Y分子中，Y原子轨道的杂化类型是___________。
(4)Y与X可形成YX32－。
①YX32－的立体构型为___________(用文字描述)。
②写出一种与YX32－互为等电子体的分子的化学式___________。
(5)Z的氯化物与氨水反应可形成配合物[Z(NH3)4(H2O)2]Cl2，该配合物加热时，首先失去配离子中的配体是___________(写化学式)。
(6)Y与Z所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为___________。其晶胞边长为540.0pm，密度为___________g·cm－3(列式并计算)，a位置Y与b位置Z之间的距离为___________pm(列式表示)
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【题目】某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：__________与盐酸反应最剧烈，__________与盐酸反应最慢。
（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：_______,________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
（3）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是_____________________________。
（4）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_________________________。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________，观察到C中溶液的现象为 。
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【题目】下图是用于航天飞行器中的一种全天候太阳能电化学电池在光照时的工作原理。下列说法正确的是
A. 该电池与硅太阳能电池供电原理相同
B. 光照时，H+由a极室通过质子膜进入b极室
C. 光照时，b极反应为VO2++2OH--e-=VO2++H2O
D. 夜间无光照时，a电极流出电子
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【题目】某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物，试回答下列问题：
供选试剂：Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)操作②的名称是__________，试剂a的溶质是__________(填化学式)。
(2)加入试剂b所发生反应的化学方程式为___________________。
(3)洗涤沉淀A的方法____________________。
(4)该方案能不能达到实验目的__________，若不能，应如何改进？(若能，此问不用回答)__________________ 。
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【题目】具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如图所示：
已知：①RCH2Br
R-HC=CH-R’
②R-HC=CH-R’
③R-HC=CH-R’
(1)A属于芳香烃，其名称是________________。
(2)B的结构简式是______________________。
(3)由C生成D的化学方程式是__________________。
(4)与
互为同分异构体且符合下列条件的有机物有_________种（不含立体异构）。
①苯环上只有两个取代基
②与含有相同的官能团
③酸性条件下的水解产物能使FeCl3溶液显紫色。
写出其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式：_________（写一种即可）
(5)试剂b是_______________。
(6)下列说法正确的是________(填字母序号)。
a．G存在顺反异构体
b．由G生成H的反应是加成反应
c．1 mol G最多可以与1 mol H2发生加成反应
d．1 mol F或1 mol H与足量NaOH溶液反应，均消耗2 mol NaOH
(7)以乙烯为起始原料，结合已知信息选用必要的无机试剂合成
，写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件):_____。
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【题目】下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：
（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序（H-除外）：_________________________，Mg在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的电子式：____________________。
（2）A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_______________。上图中可以循环使用的物质有_______________。
（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________（写化学式）。
（4）为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：_______________。
（5）用Mg制成的格氏试剂（RMgBr）常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下：
依据上述信息，写出制备
所需醛的可能结构简式：_______________。
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【题目】在浓度均为3mol·L－1的H2SO4和NaOH溶液各100 mL中，分别加入等质量的铝粉，反应完毕后生成气体的质量比为4∶5，则加入铝粉的物质的量为（ ）
A.0.125molB.0.25molC.0.5molD.1mol
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【题目】黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸，制取黄钾铵铁矾的示意图如下：
（1）溶液X是________。
（2）检验滤液中是否存在K＋的操作是________________________。
（3）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224 mL，同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80 g，则黄钾铵铁矾的化学式为______________。
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