Question

13．某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图，实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味．
（1）该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为从下往上，从左往右，
加入药品之前的操作为检查装置的气密性，长导管的作用是导气、冷凝气体；
（2）试管Ⅱ中少量液体凝结说明了裂化生成了含5个碳原子以上的烃；
（3）试管Ⅲ中溶液褪色说明了：裂化生成了碳原子数小于5的烯烃；
（4）能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴？不能，理由是裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，不能萃取溴；
（5）写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式C₂₀H₄₂$→_{△}^{氧化铝}$C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀．

Answer 1

分析 （1）根据仪器正确的连接的原则分析；装入药品之前要检查装置的气密性；依据石油分馏工业的分馏塔原理，装置中较长导管的作用为导气、冷凝气体；
（2）根据催化裂化原理及常温下含5个碳原子以上的烃大都呈液体分析；
（3）根据酸性KMnO₄溶液褪色及常温常压下含5个碳原子以下的烃大都呈气体分析；
（4）根据裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应分析；
（5）根据二十烷在Al₂O₃作催化剂作用下裂化得到癸烷和癸烯写出反应的方程式．

解答 解：（1）仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则，装入药品之前要检查装置的气密性；依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用，
故答案为：从下往上，从左往右；检查装置的气密性；导气、冷凝气体；
（2）依据催化裂化原理，下列反应皆有可能发生：a．C₂₀H₄₂$→_{△}^{氧化铝}$C₁₀H₂₀+C₁₀H₂₂，b．C₁₀H₂₂$→_{△}^{氧化铝}$C₅H₁₂+C₅H₁₀，c．C₅H₁₂$→_{△}^{氧化铝}$C₂H₄+C₃H₈，d．C₅H₁₂$→_{△}^{氧化铝}$CH₄+C₄H₈，试管Ⅱ中有液体生成，说明生成了含5个碳原子以上的烃，因为常温常压下，含5个碳原子以上的烃大都呈液体，
故答案为：裂化生成了含5个碳原子以上的烃；
（3）试管Ⅲ中酸性KMnO₄溶液褪色说明发生了氧化还原反应，生成了常温常压下呈气态的含5个碳原子以下的烯烃，
故答案为：裂化生成了碳原子数小于5的烯烃；
（4）由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，
故答案为：不能；　裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，不能萃取溴；
（5）二十烷在Al₂O₃作催化剂作用下裂化得到癸烷和癸烯，反应的化学方程式为：C₂₀H₄₂$\stackrel{氧化铝△}{→}$C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀，
故答案为：C₂₀H₄₂$→_{△}^{氧化铝}$C₁₀H₂₂+C₁₀H₂₀．

点评 本题考查了石油的分馏，题目难度不大，完成本题关键是合理分析题中信息，根据石油的分馏原理完成，充分考查了学生的分析、理解能力和灵活应用所学知识的能力．