Question

【題目】下圖是丁烷(C4H10)裂解的實驗流程。連接好裝置后，需進行的實驗操作有：①檢置整套裝置的氣密性②排出裝置中的空氣③給D、G裝置加熱等……；G后面裝置以及鐵架臺等已省略；CuO能將烴氧化成CO2和H2O。

請回答下列問題：

(1)丁烷裂解的可能方程式為C4H10CH4+C3H6，____________________；

(2)寫出甲烷與氧化銅反應的化學方程式_____________________________；

(3)若對反應后E裝置中的混合物(溴水足量),再按以下流程實驗：

①分離操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是___________、___________(填字母) ；

a．蒸發 b．過濾 c．分液 d．蒸餾

②Na2SO3溶液的作用是(用離子方程式表示)_____________________________________________；

③已知A的碳原子數大于B的碳原子數，請寫出B的名稱______________________；

(4)假定丁烷完全裂解，流經D、G裝置中的氣體能完全反應。當(E+F)裝置的總質量比反應前增加了0.49g，G裝置的質量比反應間減少了1.44，則丁烷的裂解產物中甲烷和乙烷的物質的量之比為___________。

Answer 1

【答案】 C4H10C2H6+C2H4 CH4＋4CuO 4Cu＋CO2＋2H2O c d SO32-+Br2+H2O═SO42-+2H++2Br- 1，2-二溴乙烷 1∶2

【解析】(1)根據原子守恒，遵循烴的組成規律，寫出可能發生的反應。

(2) 氧化鋁作催化劑,加熱條件下,甲烷和氧化銅反應生成二氧化碳、水和銅。

（3）①混合物中含有溴、水、溴代烴,加入亞硫酸鈉,亞硫酸鈉被溴氧化生成硫酸鈉,同時生成NaBr,從而除去溴,然后采用分液方法分離,將有機層進行分餾得到有機物A、有機物B。

②Na2SO3具有還原性，能夠把溴離子氧化為溴單質而除去溴。

③已知A的碳原子數大于B的碳原子數，說明B中碳原子個數是3，A中碳原子個數是2。

(4) E、F吸收的是烯烴,G減少的質量是氧化銅中的氧元素質量,丁烷的裂解中,生成乙烯的物質的量和乙烷的物質的量相等,甲烷和丙烯的物質的量相等,再結合原子守恒計算甲烷和乙烷的物質的量之比。

(1)丁烷裂解的可能方程式為C4H10CH4+C3H6，丁烷還可能催化裂化為乙烯和乙烷：方程式為. C4H10C2H6+C2H4；正確答案：C4H10C2H6+C2H4。

(2) 氧化鋁作催化劑,加熱條件下,甲烷和氧化銅反應生成二氧化碳、水和銅,反應方程式為: CH4＋4CuO 4Cu＋CO2＋2H2O；正確答案：CH4＋4CuO 4Cu＋CO2＋2H2O。

(3)①根據反應流程可知，加入亞硫酸鈉溶液后，混合物分層，可以進行分液操作進行分離；把兩種互溶的有機物分開，可以采用蒸餾的方法進行；正確答案：c；d。

②Na2SO3具有還原性，能夠把溴離子氧化為溴單質而除去溴，離子方程式：SO32-+Br2+H2O═SO42-+2H++2Br-；正確答案：SO32-+Br2+H2O═SO42-+2H++2Br- 。

③已知A的碳原子數大于B的碳原子數，說明B中碳原子個數是3，A中碳原子個數是2,乙烯和溴發生加成生成1，2-二溴乙烷，所以A為 1，2-二溴乙烷；正確答案：1，2-二溴乙烷。

(4)丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物質的量相等，生成的甲烷和丙烯的物質的量相等,E、F吸收的是烯烴,G減少的質量是氧化銅中的氧元素質量；設x為C2H4的物質的量,y為C3H6的物質的量，則乙烷和甲烷的物質的量分別是x、y,28x+42y=0.49,乙烷和甲烷和氧化銅反應需要的氧原子的物質的量為:2(2x+y)+(6x+2y)/2=1.44/16,計算得出:x=0.01mol, y=0.005mol；則丁烷的裂解產物中甲烷和乙烷的物質的量之比為0.005：0.01=1:2；正確答案:1:2。