精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
1.利用甲烷和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.某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如图所示:

根据要求填空:
(1)写出A装置中反应的化学方程式MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)B装置有三种功能:控制气流速度;均匀混合气体;干燥混合气体.
(3)设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应≥4.
(4)在C装置中,经过一段时间的强光照射,生成的有机物有4 种,其中常温下以气态存在的是CH3Cl (填写化学式).
(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,该装置的主要缺陷是没有进行尾气处理.
(6)已知丁烷与氯气的取代反应的产物之一为C4H8Cl2,其有9种同分异构体.

分析 (1)MnO2能将HCl(浓)氧化为MnCl2和Cl2
(2)浓硫酸可以干燥氯气和氯化氢;
(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)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳、HCl气体;其中有机产物中一氯甲烷呈气态;
(5)HCl极易溶于水,而其他四种有机产物均难溶于水;CH3Cl是有毒的气体;
(6)先根据烃中氢原子的种类等于一氯代物的种类,二氯代物的同分异构体可以采用“定一移二”法解题.

解答 解:(1)MnO2能将HCl(浓)氧化为MnCl2和Cl2,A装置所发生的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(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:控制气流速度;均匀混合气体;干燥混合气体; 
(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$\frac{V(C{l}_{2})}{V(C{H}_{4})}$=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应保证甲烷中H被完全取代,x≥4,故答案为:≥4;
(4)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl气体,即有机产物为4种;其中有机产物中一氯甲烷呈气态,化学式为:CH3Cl,故答案为:4;CH3Cl;
(5)由于HCl极易溶于水,而其他四种有机产物均难溶于水,故E中得到的是盐酸溶液,并和二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳的油状液体分层,故可以用分液的方法分离;CH3Cl是有毒的气体,能污染空气,故此装置缺少尾气处理装置,故答案为:分液;没有进行尾气处理;
(6)C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一移二”法,由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体,
故答案为:9.

点评 本题考查氯气的制备以及甲烷与氯气的取代反应,题目难度中等,本题注意把握题给信息,易错点为(3),注意把握产物的判断,(5)C4H8Cl2的同分异构体注意二氯代物的同分异构体可以采用“定一议二”法解题.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.化学与生活息息相关,下列说法错误的是(  )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
C.SiO2是碱性氧化物,能溶于酸,可用氢氟酸蚀刻玻璃
D.漂白粉长期暴露在空气中会变质失效

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

12.Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定.
Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O
反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)
实验步骤:①称取15g Na2SO3于圆底烧瓶中,加80mL蒸馏水.另取5g硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中.②安装实验装置(如图1所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60min.③趁热过滤,将滤液经过一系列操作后可以得到产品Na2S2O3•5H2O.
(1)仪器a的名称是冷凝管.
(2)步骤③中由滤液得到产品Na2S2O3•5H2O的一系列操作包括加热浓缩、冷却结晶、
过滤、洗涤、干燥.
(3)产品中除了未反应完的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4(填化学式),检验产品中是否有其阴离子便可知是否含有此杂质,具体操作是:取少量产品溶于水,先加稀盐酸,过滤后取滤液,再加BaCl2溶液.
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.反应原理为2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变蓝色.
(5)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL.产品的纯度的表达式为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×100%(用含M、W的代数式表示).
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(6)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,故常用做脱氯剂,该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

9.某同学在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30mL的大试管A中按体积比2:3:3配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液.
②按图甲连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀加热装有混合液的大试管5~10min.
③待试管B收集到一定量产物后停止加热,撤出试管B并用力振荡,然后静置.
请根据题目要求回答下列问题:
(1)乙酸分子中所含官能团的名称是羧基.
(2)配制该混合液时,滴加药品的顺序是乙醇、浓硫酸、乙酸.
(3)浓硫酸的主要作用是催化剂、脱水剂,试管B中饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇、吸收乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度.
(4)导管不能插入到Na2CO3溶液中的原因是防止倒吸.
(5)做此实验时,有时还向A试管里加入几块碎瓷片,其目的是防止暴沸.
(6)指出步骤③所观察到的现象:液体分层,上层有无色油状液体,下层液体红色变浅.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

16.现有下列仪器或装置,请回答下列问题:

(1)仪器①的名称是长颈漏斗,②的名称是分液漏斗.
(2)用图仪器组装成气体发生装置:用KClO3和MnO2制O2应选的装置是AE(填字母,下同);用H2O2与MnO2制O2,并控制产生O2的速率,应选的装置是BD.
(3)若用装置X进行“排空气法”收集制取的O2,氧气应从c(填“b”或“c”,下同)端通入.若瓶中装满水,用排水法收集氧气,氧气应从b端通入.
(4)若用F装置进行CO还原Fe2O3的实验,实验室制取CO的方法一般采取甲酸脱水法(HCOOH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CO↑+H2O),用纯净的CO完成该实验.
①除F、X外还需要的装置有DG,X中应加入的试剂是浓硫酸,X与其他导管连接的顺序是dcbe(填导管口的序号).
②实验时,a处可能的现象为红棕色粉末逐渐变黑;F装置中气球的作用是收集尾气中的一氧化碳,防止污染空气.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是(  )
A.H+、Ca2+、CI-、CO32-B.K+、Na+、OH-、CI-
C.Na+、Mg2+、SO42-、OH-D.Cu2+、Ba2+、CI-、SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是(  )
A.X 为该电池的正极
B.若两电极分别为铜和锌,则X为铜,Y为锌
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则X的还原性强于Y

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大.X、Y、L是油脂的组成元素,Z是空气中含量最多的气体的组成元素,M是地壳中含量最高的金属元素.回答下列问题:
X的元素符号为H,Y的元素符号为C,Z的元素符号为N;M在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族;L元素的最低负价为-2,Z的氢化物和最高价氧化物对应水化物的化学式分别是NH3、HNO3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.实验室从含碘废液(除H2O外,还含有CCl4、I2、I-等)中回收碘和CCl4,其实验过程如图1:

(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-;该操作将I2还原为I-的主要目的是使四氯化碳中的碘进入水层.
(2)操作X的名称为分液.
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图2所示).实验控制在较低温度下进行的原因是使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止碘升华或防止碘进一步被氧化);锥形瓶里盛放的溶液为NaOH溶液
(4)在教材碘水的萃取实验中,最后要从碘的CCl4溶液中回收利用CCl4,可以采用下列方法:先水浴加热蒸馏碘的CCl4溶液,收集得到浅红色的液体.再向该液体中加入少量块状的活性炭,静置.待溶液的浅红色消失.操作Y,即可得无色透明的CCl4液体.
①收集得到浅红色的液体说明,收集得到的液体中含有I2(化学式),②加入少量活性炭的目的是用活性炭的吸附作用除去溶液中残留的碘单质,③操作Y的名称是过滤.

查看答案和解析>>

同步练习册答案