Question

如图为某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验流程．（注：CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O，G后面装置与答题无关，省略．）

按图连接好装置后，需进行的实验操作有：①给D、G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气…
（1）这三步操作的先后顺序依次是

 

．
（2）简要说明排空气的方和证明空气已排尽的方法

 

．
（3）B装置所起的作用是

 

．
（4）若对E装置中的混和物再按以下流程实验：

①分离操作I、II的方法是：I

 

，II

 

．
②Na₂SO₃溶液的作用是（用离子方程式表示）

 

．
（5）假定丁烷完全裂解，流经各装置中的气体能完全反应．当（E和F）装置的总质量比反应前增加了1.82g，G装置中固体质量减少了4.16g，则丁烷的裂解产物中：n（CH₄）：n（C₂H₆）=

 

．

Answer 1

分析：（1）根据实验时应先检验气密性，赶出内部气体，再加热；
（2）在装置G的末端收集一小试管气体堵住管口，靠近火焰，松开手指，若没有爆鸣声，则空气排尽；
（3）通过观察气泡，控制气体流速；
（4）①互不相溶的液体采用分液的方法分离，互溶的液体采用蒸馏的方法分离；
②亚硫酸钠具有还原性，能和强氧化性物质溴反应而除去溴；
（5）E、F吸收的是烯烃，G减少的质量是氧化铜中的氧元素质量，丁烷的裂解中，生成乙烯的物质的量和乙烷的物质的量相等，甲烷和丙烯的物质的量相等，再结合原子守恒计算甲烷和乙烷的物质的量之比．

解答：解：（1）应先检查整套装置的气密性，排出装置中的空气，再给D、G装置加热；
故答案为：②③①；
（2）在装置G的末端收集一小试管气体堵住管口，靠近火焰，松开手指，若没有爆鸣声，则空气排尽；
故答案为：打开K，使丁烷气依次流经各装置，在装置G的末端收集一小试管气体堵住管口，靠近火焰，松开手指，若没有爆鸣声，则空气排尽；
（3）B装置所起的作用是通过观察气泡，控制气体流速；
故答案为：通过观察气泡，调节K，控制气体流速；
（4）混合物中含有有机物和溴，向混合物中加入亚硫酸钠溶液后，溶液分层，采用分液的方法分离出混合物和有机层，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，分离出甲和乙；
①互不相溶的液体采用分液的方法分离，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，所以操作I、操作II分别是分液、蒸馏，
故答案为：分液；蒸馏；
②亚硫酸钠具有还原性，能和强氧化性物质溴反应而除去溴，离子方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺（
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；
（5）丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等，生成的甲烷和丙烯的物质的量相等，E、F吸收的是烯烃，设x为C₂H₄的物质的量，y为C₃H₆的物质的量，则乙烷和甲烷的物质的量分别是x、y，则28x+42y=1.82g
G减少的质量是氧化铜中的氧元素质量，乙烷和甲烷和氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为2（2x+y）+

6x+4y

2

=

4.16

16

，
解得：x=0.02mol，y=0.03mol，即n（CH₄）：n（C₂H₆）=3：2；
故答案为：3：2；

点评：本题主要考查了实验原理、常见的化学计算，涉及到方程组、物质过量的判断，难度较大．