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16.氯及其化合物在合成消毒剂、药物等方面具有广泛用途.二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,某兴趣小组通过如图装置,对二氧化氯及氯气的性质进行了研究:
(1)打开分液漏斗A的活塞,烧瓶中发生反应:2NaClO3+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
为使ClO2在C中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜慢(填“快”或“慢”).
(2)ClO2处理过的饮用水会含有一定量的NaClO2.若要除去超标的NaClO2,下列物质最适宜的是d(填标号).
a.明矾  b.碘化钾   c.盐酸    d.硫酸亚铁
(3)写出D中甲烷的第一步反应化学方程式CH4+Cl2 $\stackrel{光照}{→}$ CH3Cl+HCl
(4)E装置的作用是cd(填编号).
a.收集气体       b.吸收氯气     c.防止倒吸      d.吸收氯化氢
(5)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分液.
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ab(填编号).
a.CH4 b.CH3Cl     c.CH2Cl2d.CHCl3

分析 (1)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢;
(2)亚氯酸盐具有氧化性,Fe2+将ClO2-还原成Cl-,Fe2+ 被氧化为铁离子;
(3)甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢;
(4)反应过程中生成氯化氢,装置E是吸收氯化氢,防止倒吸的作用;
(5)甲烷和氯气发生取代反应,产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳;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,氯气与甲烷反应生成产物中氯化氢、一氯甲烷为气体,其余为液态;

解答 解:(1)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢,故滴加稀盐酸的速度要慢,
故答案为:慢;
(2)若要除去超标的亚氯酸盐,ac均不能还原亚氯酸盐,b中KI具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用,只有d中Fe2+将ClO2-还原成Cl-,Fe2+ 被氧化为铁离子,且铁离子水解生成胶体可净化饮用水,则最适宜的是d,故答案为:d;
(3)甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,反应的化学方程式为:CH4+Cl2 $\stackrel{光照}{→}$ CH3Cl+HCl,
故答案为:CH4+Cl2 $\stackrel{光照}{→}$ CH3Cl+HCl;
(4)反应过程中生成氯化氢,装置E是吸收氯化氢,防止倒吸的作用,所以选择cd,
故答案为:cd;
(5)甲烷和氯气发生取代反应,产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳;其中一氯甲烷为气态,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体,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,甲烷与氯气发生取代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,故选ab.
故答案为:分液,ab;

点评 本题考查甲烷和氯气的取代反应、氯气的实验室制法,明确甲烷发生取代反应的原理及得到氯代烷的性质是解题关键,题目难度不大.

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