Question

【题目】下图是丁烷裂解的实验流程：（提示：丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为：C4H10C2H6+C2H4， C4H10 CH4+C3H6）

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排出装置中的空气等…

（1）这三步操作的先后顺序依次是_______________________（填序号）

（2）写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式______________________

（3）若对E装置中的混合物（溴水足量），再按以下流程实验：

①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是：Ⅰ________Ⅱ________，Na2SO3溶液的作用是（用离子方程式表示）________________________________________________________．

②已知B的碳原子数大于A的碳原子数，请写出B的结构简式_____________________．

（4）假定丁烷完全裂解，当（E+F）装置的总质量比反应前增加了0．7 g， G装置的质量减少了1．76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比 n（CH4）: n（C2H6）=__________。

Answer 1

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

【解析】打开K，气体通过B，B装置是根据气泡控制气体流速，C装置干燥丁烷，在氧化铝作催化剂条件下丁烷发生裂解反应生成烯烃和烷烃，E中溴水吸收烯烃，F干燥烷烃，G中烷烃和Cu在加热条件下发生氧化还原反应生成Cu。

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

(3)混合物中含有溴、水、溴代烃，加入亚硫酸钠，亚硫酸钠被溴氧化生成硫酸钠，同时生成NaBr，从而除去溴，然后采用分液方法分离，将有机层进行分馏得到有机物A、有机物B，向有机物中加入NaOH溶液，得到有机物C，C能发生氧化反应，则B发生水解反应生成C为醇，C被催化氧化得到醛D。

①通过以上分析知，分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是：Ⅰ分液、Ⅱ蒸馏，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：SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+，故答案为：分液；蒸馏；SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+；

②已知B的碳原子数大于A的碳原子数，说明B中碳原子个数是3、A中碳原子个数是2，B为1，2-二溴丙烷，B的结构简式CH2BrCHBrCH3，故答案为：CH2BrCHBrCH3；

(4)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，G减少的质量是氧化铜中的氧元素质量，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，28x+42y=0.7g，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)+ =，解得：x=y=0.07mol，故答案为：1：1。