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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:(1) B装置有三种功能:①控
题型:不详难度:来源:
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。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
(1) B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③ (2) 设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲取代反应获得最多的氯化氢则x≥ (3) D装置的石棉中均匀混有KI粉末其作用是 。 (4) 在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出置换出黑色小颗粒的化学方程式 。 (5) E装置中除盐酸外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为 。 A.分液法 B.蒸馏法 C.萃取分液法 D.结晶法 (6)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 (填编号) A、CH4 B、CH3Cl C、CH2Cl2 D、CHCl3 |
答案
(12分) (每空2分)(1)干燥甲烷和氯气 (2)4 (3) 除去未反应掉的氯气 (4)CH4+2Cl2C+4HCl (5)A (6)A 、B |
解析
试题分析:(1)浓硫酸具有吸水性,而生成的氯气中含有水,所以B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外,还具有干燥作用。 (2)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,如果设V(Cl2)/V(CH4)=x,因此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,即x≥4。 (3)氯气具有氧化性,KI中-1价的碘能被氯气氧化,产物为氯化钾固体和碘单质,所以,D装置的石棉中均匀混有KI粉末的作用是吸收过量的氯气。 (4)甲烷与氯气反应生成一氯甲烷的方程式为 CH4+2Cl2C+4HCl。 (5)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,可用分液分开,答案选A。 (6)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,另外还可能有过量的甲烷,即尾气的主要成分是一氯甲烷和甲烷,答案选AB。 点评:该题是基础性试题的考查,难度不大,明确甲烷的化学性质是答题的关键。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。 |
举一反三
CO2、NO2、SO2是中学常见的氧化物,下列有关三种氧化物的叙述正确的是( )A.它们均可与水反应生成酸,所以都是酸性氧化物 | B.它们都是无色、密度比空气大的有毒气体 | C.人类活动中过度排放CO2、SO2和NO2,都会引起酸雨 | D.它们在反应中都可做氧化剂 |
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氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。 (1)Ca(ClO)2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有__________性,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式____________________。 (2)棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O,配平并补充完整下列反应方程式: ______Cl2+_______Na2CO3+________=_______NaHCO3+____NaCl+____ Cl2O (3)黄色气体ClO2可用于污水***菌和饮用水净化。 ①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,此反应的离子方程式为__________。 ②ClO2遇浓盐酸会生成Cl2,每生成1mol Cl2转移电子的物质的量为__________。 ③ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。 (4)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl+O22Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用。 已知:①上述反应中,4mol HCl被氧化放出115.6kJ的热量。 ② 则断开1 mol H-O键与断开1 mol H-Cl键所需能量相差约为_________kJ,H2O中 H—O键比HC1中H—Cl键(填“强”或“弱”)__________。 |
该学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸也可以制备氯气。为此该小组利用下图装置在实验室制取Cl2并探究其有关性质:
(1)装置A中存在一处错误,改正这处错误: 。 (2)写出装置A中发生反应的化学方程式: 。 (3)为了除去氯气中的氯化氢,需要在.A、B之间装置中添加装置E,装置E中所盛装的试剂为 。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物,需要在整套装置中添加装置E,其中加入浓硫酸,装置E在整套装置中的添加位置为 (选填序号)。 a A、B之间 b.B、C之间 c.C、D之间 d.D之后 (4)取下集气瓶B,将铁丝加热至红热状态,伸入到集气瓶B中,可以观察到的现象是 ,能检验该反应产物中铁元素的价态的试剂 (选填序号,多选)。 a.氯水 b.蒸馏水和铁粉 c.蒸馏水和氢氧化钠溶液 d.蒸馏水和KSCN溶液 (5)另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷?并给出了改进措施。该改进措施是: 。 |
某些化学知识用数轴表示能体现出形象直观、简明易记的特点。下列用数轴表示不合理的是
A.Cl2与CH4取代反应后的产物:
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| B.向烧碱液中通入SO2后的产物:
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| C.铁和稀硝酸反应:
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| D.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,铝元素的存在形式:
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氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。
(1)实验室采用如图所示装置,可使粗铜与Cl2反应转化为固体1(部分加热仪器和夹持装置已略去)。该装置中仪器a的名称是 。装置b中发生反应的离子方程式是 。该装置存在一定的安全隐患,消除该安全隐患的措施是 。
(2)操作Ⅱ中应控制的pH范围为 ,其目的是 。 已知:
(3)操作Ⅲ的程序依次为 、 、过滤、自然干燥.得到CuCl2·xH2O晶体。 (4)若制备的氯化铜晶体经检验含有FcCl2,其原因可能是 ,试提出两种不同的改进方案:① ;② 。 |
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