Question

【題目】下圖是丁烷裂解的實驗流程：（提示：丁烷在一定條件下裂解的可能方程式為：C4H10C2H6+C2H4， C4H10 CH4+C3H6）

連接好裝置后，需進行的實驗操作有：

①給D、G裝置加熱；②檢查整套裝置的氣密性；③排出裝置中的空氣等…

（1）這三步操作的先后順序依次是_______________________（填序號）

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

（3）若對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：Ⅰ________Ⅱ________，Na2SO3溶液的作用是（用離子方程式表示）________________________________________________________．

②已知B的碳原子數大于A的碳原子數，請寫出B的結構簡式_____________________．

（4）假定丁烷完全裂解，當（E+F）裝置的總質量比反應前增加了0．7 g， G裝置的質量減少了1．76 g，則丁烷的裂解產物中甲烷和乙烷的物質的量之比 n（CH4）: n（C2H6）=__________。

Answer 1

【答案】 ②、 ③、 ① CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu 分液 蒸餾 1∶1

【解析】打開K，氣體通過B，B裝置是根據氣泡控制氣體流速，C裝置干燥丁烷，在氧化鋁作催化劑條件下丁烷發生裂解反應生成烯烴和烷烴，E中溴水吸收烯烴，F干燥烷烴，G中烷烴和Cu在加熱條件下發生氧化還原反應生成Cu。

(1)應先檢驗氣密性，趕出內部氣體，再給D、G裝置加熱；故答案為：②③①；

(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+4CuOCO2+2H2O+4Cu，故答案為：CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu；

(3)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，向有機物中加入NaOH溶液，得到有機物C，C能發生氧化反應，則B發生水解反應生成C為醇，C被催化氧化得到醛D。

①通過以上分析知，分離操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是：Ⅰ分液、Ⅱ蒸餾，亞硫酸鈉具有還原性，能和強氧化性物質溴反應而除去溴，離子方程式為：SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+，故答案為：分液；蒸餾；SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+；

②已知B的碳原子數大于A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，B為1，2-二溴丙烷，B的結構簡式CH2BrCHBrCH3，故答案為：CH2BrCHBrCH3；

(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=0.7g，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)+=，解得：x=y=0.07mol，故答案為：1：1。