Question

（13分）圖2是研究甲烷取代反應實驗裝置圖，具體的實驗方法是：
取一個100 mL的大量筒，先后收集20 mL CH₄和80 mL Cl₂，進行實驗。

(1)實驗室制取氯氣的裝置如上圖1所示，請寫出燒瓶中的反應方程式為：      
                                               。濃鹽酸在反應中體現了
             性和                 性。
(2)下列常用的干燥劑中，不能干燥氯氣的是            。            

A．濃硫酸

B．P2O5

C．無水氯化鈣

D．堿石灰

(3)氯氣是          色的有毒氣體，實驗中剩余的氯氣可用NaOH溶液吸收，請寫出發生的離子方程式：                                            。
(4)若研究甲烷與氯氣的取代反應，還需要的條件是___________。若將如圖2所示裝置放在強光下照射會有_________________(填可能發生的不良后果)。
(5)若量筒中的甲烷和氯氣的量比較大，放在光亮的地方足夠長的時間，下方水槽中的現象是_________________________________，產生此現象的原因是：_____                                          _____________________             （用簡要的文字和方程式說明）。

Answer 1

(1)MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 還原性、酸性   （2+1+1分）
（2）D （1分）     （3）黃綠，Cl₂ + 2OH^-==Cl^- + ClO^- + H₂O     （1+2分）
（4）光照     爆炸       （1+1分）
（5）出現白色沉淀     甲烷和氯氣取代反應HCl溶于水，與硝酸銀溶液作用產生難溶氯化銀，Cl^-+Ag⁺="AgCl↓" 。            （1+2分）

（1）實驗室制取氯氣用二氧化錳氧化濃鹽酸，方程式為)MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O。在反應中還生成氯化錳，所以鹽酸的作用除起酸性的作用外，還起酸性的作用。
（2）氯氣是一種酸性氣體，不能用堿性干燥劑進行干燥，因此答案選D。
（3）氯氣是一種黃綠色有毒的氣體，尾氣處理時需要用氫氧化鈉溶液吸收，反應的方程式為Cl₂ + 2OH^-==Cl^- + ClO^- + H₂O。
（4）甲烷和氯氣發生取代反應，還需要光照。但如果在強光下直接照射，則容易發生爆炸現象。
（5）甲烷和氯氣發生取代反應，在生成鹵代烴的同時，生成物中有氯化氫，氯化氫極易溶于水，和硝酸銀反應生成氯化銀，因此在水槽中會出現白色沉淀。