Question

丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：
C₄H₁₀

催化剂

△

C₂H₆+C₂H₄，
C₄H₁₀

催化剂

△

CH₄+C₃H₆．
图1是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2连好装置后，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排出装置中的空气等…
（1）这三步操作的先后顺序依次是

 

；
（2）氧化铝的作用是

 

，写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式

 

；
（3）B装置所起的作用是

 

；
（4）若对E装置中的混合物（溴水足量），再按以下流程实验：

①操作Ⅰ、操作Ⅱ分别是

 

、

 

；
②已知D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式

 

；
③Na₂SO₃溶液的作用是

 

．

Answer 1

考点：石油的裂化和裂解,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：（1）应先检验气密性，赶出内部气体，再加热；
（2）氧化铝作催化剂，加热条件下，甲烷能被氧化铜氧化生成二氧化碳；
（3）通过观察气泡，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A和B，B和氢氧化钠溶液反应生成C，在加热、铜作催化剂的条件下，C
被氧化生成D，则C为醇，B是氯代烃，D是醛；
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；
②D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，说明D只有一种氢原子；
③亚硫酸钠具有还原性，能和强氧化性物质溴反应而除去溴．

解答： 解：（1）应先检验气密性，赶出内部气体，再给D、G装置加热；故答案为：②③①；
（2）氧化铝作催化剂，加热条件下，甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜，反应方程式为：CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu，
故答案为：催化剂；CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu；
（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A和B，B和氢氧化钠溶液反应生成C，在加热、铜作催化剂的条件下，C被氧化生成D，则C为醇，B是氯代烃，D是醛；
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；
②D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，说明D只有一种氢原子，且D是醛，所以是乙二醛，结构简式为：，故答案为：；
③亚硫酸钠具有还原性，能和强氧化性物质溴反应而除去溴，故答案为：除去有机物中溶解的Br₂．

点评：本题考查实验操作、实验计算、物质分离和提纯的方法等知识点，难点是计算甲烷和甲烷的物质的量之比，明确质量增加的量和质量减少的量分别是什么物质是解本题的关键，难度较大．