高考二轮复习知识点：甲烷的取代反应

更新时间：2023-08-19 浏览次数：17 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2021·浙江) 下列说法错误的是（）

A . 联苯( )属于芳香烃，其一溴代物有2种 B . 甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应 C . 沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质 D . 煤的气化产物中含有CO、H₂和CH₄等

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2. (2021高一下·太原期末) 国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出，乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸(CH₃COOOH)、氯仿等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品，下列说法错误的是（）

A . CH₃CH₂OH能与水互溶 B . NaClO通过氧化灭活病毒 C . 过氧乙酸相对分子质量为76 D . 氯仿的化学名称是四氯化碳

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3. (2018·全国Ⅱ卷) 实验室用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。

光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反应实验现象的是（）

A . B . C . D .

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4. (2024高三上·成都期末) N_A是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A . 16.25gFeCl₃水解形成的Fe（OH）₃胶体粒子数为0.1N_A B . 22.4L（标准状况）氩气含有的质子数为18N_A C . 92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0N_A D . 1.0molCH₄与Cl₂在光照下反应生成的CH₃Cl分子数为1.0N_A

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5. (2022·石家庄模拟) 下列实验装置不能达到相应实验目的的是（）

A . 用甲装置验证钠和氯气能反应 B . 用乙装置验证石蜡油分解的产物中含有不饱和烃 C . 用丙装置验证甲烷和氯气能发生反应 D . 用丁装置制备并收集氨气

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6. (2022高一下·泗阳期中) 取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法错误的是（）

A . 氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度 B . 试管壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢 C . 试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾 D . 由实验过程中产生的现象可推知，甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应

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7. (2021·永州模拟) 烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷反应的部分历程如下：
①引发Cl₂→Cl $\text{[math]}$ +Cl $\text{[math]}$ 等

②链反应Cl $\text{[math]}$ +CH₄→CH₃ $\text{[math]}$ +HCl CH₃ $\text{[math]}$ +Cl₂→Cl $\text{[math]}$ +CH₃Cl 等

③终止Cl $\text{[math]}$ +Cl $\text{[math]}$ →Cl₂ Cl $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ CH₃→CH₃Cl 等

以下说法错误的是（）

A . 引发时可以通过热辐射、光照等条件 B . 链反应可以周而复始、反复进行 C . 产物中将出现CH₃CH₃ D . 有机产物只有四种

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8. (2020·普陀模拟) 能证明甲烷不是平面结构或苯环中不存在单双键交替结构的是（考虑空间位置关系）（）

A . 一氯甲烷只有一种 B . 二氯甲烷只有一种 C . 间二甲苯只有一种 D . 对二甲苯只有一种

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9. (2020高一下·东莞期末) 通过排饱和食盐水，用大试管收集体积比为1∶1的甲烷和氯气混合气（如图），强光照射下发生反应。下列说法错误的是（）

A . 试管中气体颜色变浅 B . 试管内液面慢慢上升 C . 水槽中的液体溶有氯化氢 D . 试管内壁的油滴是纯净物

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10. (2020·静安模拟) 据报道，我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂，在25℃下用H₂O₂直接将CH₄转化为含氧有机物，其主要原理如图所示：

下列说法错误的是（）

A . 图中代表H₂O₂ B . 步骤i、ii的总反应方程式是 $\text{[math]}$ C . 由上图可知，步骤iv生成的H₂O，其中的H原子全部来自H₂O₂ D . 根据以上原理，推测步骤vi生成HCOOH和H₂O

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11. (2020·金山模拟) CH₄与Cl₂生成CH₃Cl的反应过程，中间态物质的能量关系见下图。有关说法错误的是（）

A . Cl·是由Cl₂在光照下化学键断裂生成的，该过程可表示为： B . 反应过程一定无CH₃CH₃的生成 C . 图中的反应热Q>0，其大小与E_a1、E_a2无关 D . CH₄转化为CH₃Cl的过程，C－H键发生了断裂

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12. (2020·辽宁模拟) 下列实验现象及所得结论均正确的是（）

实验	实验现象	结论
A．	左侧试管比右侧试管中产生气泡的速率快	Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果更好
B．	左侧棉花变为橙色，右侧棉花变为蓝色	氧化性：Cl₂>Br₂> I₂
C．	U形管左端液面下降，右端液面上升	NH₄NO₃溶解吸热
D．	烧杯中产生白色沉淀	甲烷与氯气光照条件下发生取代反应

A . A B . B C . C D . D

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13. (2018·东城模拟) 下列两种物质相互反应，无论两种物质的用量多少，都能用同一化学方程式表示的是（）

A . 碳酸钠溶液与稀盐酸反应 B . 硝酸银溶液与稀氨水反应 C . 氢氧化钡溶液与稀硫酸反应 D . 甲烷在光照条件下与氯气反应

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14. (2023高二下·乐安期末) 下列说法正确的是

A . 用蒸馏的方法分离乙醇(沸点为78 3℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物 B . 在稀氨水中逐滴加入硝酸银溶液至产生的沉淀恰好溶解，得到银氨溶液 C . 甲烷与氯气在光照下反应，试管内出现油状液体和白雾 D . 制备乙酸乙酯时，药品加入顺序为：乙醇，浓硫酸，乙酸

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15. (2022高三上·西城期末) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体在光照下发生反应，实验装置如图。下列说法错误的是

A . $\text{[math]}$ 分子中的共价键是s-p $\text{[math]}$ 键 B . 产物 $\text{[math]}$ 分子是极性分子 C . 有HCl生成说明该反应是取代反应 D . 试管壁出现油状液滴，有机产物的沸点： $\text{[math]}$

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16. (2022高二下·农安期末) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在光照条件下可发生反应，实验室中用如图所示的装置进行实验。在光照条件下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是

A . B . C . D .

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17. (2022高一下·农安期末) 取一支硬质大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。下列说法正确的是

A . 氯气与甲烷在没有光照条件下也能发生反应 B . 试管内壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢 C . 试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾 D . 该实验得到的产物是纯净物

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18. (2022高二下·番禺期末) 下列说法错误的是（）

A . 地沟油变废为宝是实现资源再利用的正要研究课题，地沟油和石蜡油的化学成分相同 B . 光照 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体，一段时间后，颜色变浅 C . 核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核苷酸缩合聚合可以得到核酸 D . “新冠”疫苗需冷藏储运，这与蛋白质变性有关

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二、非选择题

19. (2019·徐汇模拟) 食盐是应用广泛的化工原料。在中学化学实验室里也时常见到食盐的身影。某小组同学用食盐水进行了以下两个化学实验，按下图装置进行实验，完成下列填空：
1. （1）试管内液面出现的白色固体是。
2. （2）试管内液面上升的原因是。
3. （3）证明生成的卤代烃中含氯元素的方法：取试管中的油状液滴，用水充分洗涤，加碱促进水解，用HNO₃和AgNO₃溶液检验。用水洗涤的目的是。
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20. (2022高一下·鄠邑期末) 下表列出了①~⑧8种元素在周期表中的位置。请回答：

族周期	ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
1	①
2				④	⑤	⑥	⑦
3	②		③				⑧

（1）写出⑤元素下一周期同主族的元素的符号，⑥位于元素周期表的位置。
（2）在这些元素中，最高价氧化物对应的水化物呈两性化合物的是(用化学式表示)。金属性最强的元素是(填元素符号)。离子半径最大的元素的离子符号是。
（3） ⑥元素与②元素形成的X₂Y₂型化合物的电子式。

（4） ①元素与④元素形成的最简单化合物分子构型为。它与氯气反应在光照条件下发生反应(装置如图)，实验现象及解释均正确的是。

	现象	解释
A	量筒内气体颜色逐渐变浅	甲烷被氯气还原
B	量筒内出现少量白雾	生成HCl气体
C	量筒内壁产生油状液滴	油状液体是纯净物CCl₄
D	量筒中液面降低	生成产物全部是液态

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21. (2021高三上·汕头期末) 从植物鸭嘴花中提取的沐舒坦(结构简式为)，医学上广泛应用于缓解咳嗽症状。用有机物甲合成沐舒坦的路线如下(部分步骤已省略)
已知：① $\text{[math]}$
② $\text{[math]}$
1. （1）反应①的反应类型是。
2. （2）化合物丙的分子式为。
3. （3）写出反应④的化学反应方程式(已知反应④为可逆反应，条件不用写出) 。反应④进行过程中加入 $\text{[math]}$ 会显著提升沐舒坦产率，其原因是。
4. （4）请写出符合下列要求的化合物乙的一种同分异构体的结构简式。
  ①苯环上两个取代基；②核磁共振氢谱中的峰面积之比为3∶2∶2；
5. （5）根据题目信息和已知知识，写出以对二甲苯为原料制取的流程的流程示意图(无机试剂任选) 。
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22. (2021高一下·遂宁期末) 利用甲烷与氯气发生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：
根据设计要求回答：
1. （1）装置E的名称是，D装置中使用球形干燥管的作用。
2. （2）写出CH₄与Cl₂生成一氯代物的化学反应方程式，该反应的类型是
3. （3） B装置有三种功能：①控制气体流速；②干燥气体；③。
4. （4）若D装置中盛有AgNO₃溶液，现象是有白色沉淀产生。此现象并不能说明该有机反应的类型。为了证明该反应有HCl生成，将装置进行改进：
  ①在A、B装置间增加一个盛有的洗气瓶；②。
5. （5）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：
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23. (2020高一下·驻马店期末) 利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组模拟上述过程，所设计的装置如图1所示：
1. （1） A是氯气发生装置，该实验中A部分的装置是图2中的(填字母)。
2. （2） B装置有三种功能：①控制气流速度；②；③。
3. （3） D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI，其作用是。
4. （4） E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是。
5. （5）该装置的缺陷是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是_______(填序号)。
  
  A . CH₄ B . CH₃Cl C . CH₂Cl₂ D . CHCl₃ E . CCl₄
6. （6）将1molCH₄与Cl₂发生取代反应，充分反应后生成四种有机产物，其中CH₃Cl、CH₂Cl₂ ， CHCl₃的物质的量依次为amol、bmol、cmol，则参加反应的Cl₂的物质的量为mol。
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24. (2020高一下·宁波期末) 某学习小组为探究甲烷与氯气的反应，设计了如图装置

回答下列问题：
1. （1）装置B中发生反应的化学方程式为。
2. （2）装置C的作用是。
3. （3）装置E中经过高压汞灯的强光照射后，生成的含氯有机物最多有种，且E中实验现象有。
4. （4） F中球形干燥管的作用是。
5. （5）某同学取反应后F中的溶液，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，就证明甲烷与氯气发生了取代反应，你认为是否合理，请说明理由。
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25. (2020高一下·咸阳期末) 为了探究甲烷的性质，某同学设计如下两组实验方案。
1. （1）（甲方案）探究甲烷与氯气反应的条件，如图所示。Ⅰ瓶放在光亮处，Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上，并夹紧弹簧夹a和b。
  一段时间后，打开弹簧夹a、b，观察到有水倒吸入Ⅰ瓶中，但水并不能充满Ⅰ瓶。除了上述现象外，该实验中还可能观察到的现象有______________(填字母)。
  
  A . Ⅰ瓶中气体颜色变浅 B . Ⅰ瓶中出现白雾 C . Ⅰ瓶内壁出现油状物质 D . Ⅱ瓶中与Ⅰ瓶现象相同
2. （2）（乙方案）探究甲烷与氧化剂反应，如图所示。已知碳化铝( $\text{[math]}$ )与水反应生成氢氧化铝和甲烷。
  
  实验现象：溴水不褪色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊。
  
  回答下列问题：
  
  碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式为。
3. （3）加入药品前，应先进行的一步操作是。
4. （4）下列对实验中的有关现象与结论叙述都正确的是_____________(填字母)。
  
  A . 甲烷不能与溴水反应，推知甲烷不能与卤素单质反应 B . 酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下甲烷不能与强氧化剂反应 C . 硬质玻璃管中黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应 D . 硬质玻璃管中黑色粉末变红色，推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
5. （5）经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1mol甲烷转移电子7mol，写出实验时硬质玻璃管中发生反应的化学方程式。
6. （6）浓硫酸的作用是，集气瓶中排水法收集到的气体(填“能”或“不能”)直接排入空气中。
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26. (2020高一下·安康期末) 如图所示，U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1：4)的混合气体，假定氯气在水中不溶解。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢的反应一段时间。
1. （1）下列关于甲烷结构的说法中正确的是________。
  
  A . 甲烷的分子式是CH₄ ， 5个原子共面 B . 甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 C . 甲烷中的任意三个原子都不共面
2. （2）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式。
3. （3）经过几个小时的反应后，U型管右端的玻璃管中水柱变化是_________。
  
  A . 升高 B . 降低 C . 不变 D . 无法确定
4. （4）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是。
5. （5）丁烷与甲烷同属烷烃，其结构有两种，CH₃CH₂CH₂CH₃和。
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27. (2020高一下·霍邱期末) 利用甲烷与氯气发生取代反应来生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如图所示：
1. （1） A中制取Cl₂的反应的化学方程式是。
2. （2） B装置的作用：①；；②；③。
3. （3） D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI，其作用是。
4. （4） E装置的作用有________(填序号)。
  
  A . 收集气体 B . 吸收氯气 C . 吸收氯化氢
5. （5） E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是。
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28. (2019高一下·滁州期末) 氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的剧毒气体，是重要的工业原料。回答下列问题
1. （1）将钠切去氧化层并用滤纸吸干煤油，在石棉网上微热至熔化后，立即用盛满氯气的集气瓶倒扣在其上方。现象是，该反应中反应物的能量（填“高于”或“低于”)生成物的能量。
2. （2）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl₄后滴加新制的氯水，振荡后静置，CCl₄层变成紫红色，用离子方程式解释：．
3. （3）光照下Cl₂可与CH₄反应，写出生成一氯甲烷的化学方程式：。实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
  
  光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是(填标号)
  
  A． B． C． D．
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29. (2019高二下·滦县期末)
1. （1）化合物A（C₄H₁₀O）是一种有机溶剂。A可以发生以下变化：
  
  ①A分子中的官能团名称是。A的同分异构共有种（包括A本身）
  
  ②A只有一种一氯取代物B。写出由A转化为B的化学方程式：。
  
  ③A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化，且F的一氯取代物有三种。则F的结构简式是。
2. （2）化合物“HQ”（C₆H₆O₂）可用作显影剂，“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是（填序号）
  ① 加成反应 ②氧化反应 ③加聚反应 ④水解反应
  
  “HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的结构简式是。
3. （3） A和“HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为C₁₀H₁₂O₂Na₂的化合物。“TBHQ”的结构简式是。
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30. (2019高一下·内蒙古期末) 把1体积CH₄与4体积Cl₂组成混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有Na₂SiO₃的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色，试管中的液面，试管壁上有，水槽中还可观察到，CH₄ 与Cl₂发生的是反应。

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31. (2019高一下·珠海期中) 某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：
1. （1） CH₄与Cl₂发生反应的条件是漫射光照射；若用日光直射，可能会引起。
2. （2）实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，，等。
3. （3）实验中生成的油状液滴的化学式为。
4. （4）请写出其中生成一氯甲烷的化学方程式。
5. （5）用饱和食盐水而不用水的原因是。
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32. (2019高二上·集宁期末) 填写甲烷与氯气光照时的取代反应现象
1. （1）试管内气体
2. （2）试管壁出现
3. （3）试管中有少量
4. （4）水面，但(填“充满”“ 不充满”)整个试管。
5. （5）产物中共有种，其中的结构是正四面体(写名称)写出第一步取代反应：
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33. (2017高一下·永州期末) 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，设计的模拟装置如下：
根据设计要求回答：
1. （1）在B装置中，经过一段时间的光照，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．
2. （2） C装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是．
3. （3） D装置用于吸收HCl的优点是．
4. （4）从环保的角度考虑，该装置还不完善，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分可能有（填编号）．
  a．CH₄　 b．CH₃Cl 　c．CH₂Cl₂　 d．CHCl₃　e．CCl₄
5. （5）其他条件均不变，若去掉A装置，则D中所得盐酸的浓度将（填“不变”、“变大”或“变小”），你认为可能原因是．
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34. (2018高一下·钦州港期末)
1. （1）海水中的钠盐、镁盐等都是重要的化工原料，从海水中提取铀、重水对一个国家来说具有战略意义。
  ①写出氯化镁的电子式
  ②重水的摩尔质量为
  ③写出金属镁的工业冶炼方程式
  ④海水淡化的常见方法有电渗析法、离子交换法、
2. （2）比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，随队医生即对准受伤部位喷射氯乙烷（沸点12.27℃）进行局部冷冻麻醉应急处理。
  ①乙烯和氯化氢在一定条件下反应的化学方程式是
  ②决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是（填选项）
  A．沸点低
  B.沸点高
  C.易挥发
  D.难挥发
  ③甲烷与氯气光照下反应生成产物共种
3. （3） “可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，若把“可燃冰”（用甲烷表示）燃烧在一定条件下改装成原电池，则在原电池的负极发生反应的物质是
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35. (2018高一下·钦州港期末) 利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：
1. （1） A中制取Cl₂反应的化学方程式是。
2. （2） D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是。
3. （3） E装置的作用是______________（填序号）。
  
  A . 收集气体 B . 吸收氯气 C . 吸收氯化氢
4. （4） E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是。
5. （5）将1molCH₄与Cl₂发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是。
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