Question

【題目】丁烷在一定條件下裂解可按兩種方式進行：C4H10 C2H6+C2H4 ， C4H10 CH4+C3H6 ．
如圖是某化學興趣小組進行丁烷裂解的實驗流程．（注：CuO能將烴氧化成CO2和H2O，G后面裝置與答題無關，省略）

按上圖連好裝置后，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 ．
（2）氧化鋁的作用是 ， 寫出甲烷與氧化銅反應的化學方程式
（3）B裝置所起的作用是 ．
（4）若對E裝置中的混合物（溴水足量），再按以下流程實驗：
①操作I、操作II分別是、
②已知D的氫核磁共振譜圖上只有一種峰，則D的結構簡式
③Na2SO3溶液的作用是
（5）假定丁烷完全裂解，當（E+F）裝置的總質量比反應前增加了0.7g，G裝置的質量減少了1.76g，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）=（假定流經D、G裝置中的氣體能完全反應）

Answer 1

【答案】
（1）②、③、①
（2）催化劑；CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu
（3）觀察、控制丁烷氣體的流速
（4）分液；蒸餾；；除去有機物中溶解的Br2
（5）1：1
【解析】解：（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+4CuO CO2+2H2O+4Cu；故答案為：催化劑、CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu；（3）B裝置所起的作用是通過觀察氣泡，控制氣體流速；
故答案為：通過觀察氣泡，調節K，控制氣體流速；（4）混合物中含有有機物和溴，向混合物中加入亞硫酸鈉溶液后，溶液分層，采用分液的方法分離出混合物和有機層，互溶的液體采用蒸餾的方法分離，分離出A和B，B和氫氧化鈉溶液反應生成C，在加熱、銅作催化劑的條件下，C被氧化生成D，則C為醇，B是氯代烴，D是醛；①互不相溶的液體采用分液的方法分離，互溶的液體采用蒸餾的方法分離，所以操作I、操作II分別是分液、蒸餾，故答案為：分液，蒸餾；②D的氫核磁共振譜圖上只有一種峰，說明D只有一種氫原子，且D是醛，所以是乙二醛，結構簡式為： ，故答案為： ；③亞硫酸鈉具有還原性，能和強氧化性物質溴反應而除去溴，故答案為：除去有機物中溶解的Br2；（5）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．
（1）應先檢驗氣密性，趕出內部氣體，再加熱；（2）氧化鋁作催化劑，加熱條件下，甲烷能被氧化銅氧化生成二氧化碳；（3）通過觀察氣泡，控制氣體流速；（4）混合物中含有有機物和溴，向混合物中加入亞硫酸鈉溶液后，溶液分層，采用分液的方法分離出混合物和有機層，互溶的液體采用蒸餾的方法分離，分離出A和B，B和氫氧化鈉溶液反應生成C，在加熱、銅作催化劑的條件下，C被氧化生成D，則C為醇，B是氯代烴，D是醛；①互不相溶的液體采用分液的方法分離，互溶的液體采用蒸餾的方法分離；②D的氫核磁共振譜圖上只有一種峰，說明D只有一種氫原子；③亞硫酸鈉具有還原性，能和強氧化性物質溴反應而除去溴；（5）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；