题目内容

4.如图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,铁架台等已省略.)按图连好装置后,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②③①
(2)B装置所起的作用是通过观察气泡,调节K,控制气体流速
(3)假定丁烷按C4H10→C2H6+C2H4和C4H10→CH4+C3H6的方式完全裂解,当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7g,G装置的质量减少了1.76g,则丁烷的裂解产物中,甲烷与乙烷的物质的量之比为1:1(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)
(4)若对E装置中的混合物再按图2流程实验:
①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是:Ⅰ分液分液Ⅱ蒸馏
Na2SO3溶液的作用是(用离子方程式表示)SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+
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CH2BrCHBrCH3

分析 (1)先检验气密性,赶出内部气体,再加热;
(2)通过观察气泡,控制气体流速;
(3)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;
(4)混合物中含有单质溴、水、1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷,加入亚硫酸钠,亚硫酸钠被溴氧化生成硫酸钠,同时生成NaBr,从而除去单质溴,1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷都不溶于水,溶液分层,采用分液的方法分离出混合物和有机层,互溶的1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷采用蒸馏的方法分离,分离出A和B,而B的碳原子数大于A的碳原子数可区分A和B;

解答 解:(1)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)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;
(3)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,则:
28x+42y=0.7g;
乙烷、甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为:
x×(2+1.5)×2+y×2×2=$\frac{1.76}{16}$,
解得:x=y=0.01mol
故答案为:1:1;
(4)混合物中含有单质溴、水、1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷,加入亚硫酸钠,亚硫酸钠被溴氧化生成硫酸钠,同时生成NaBr,从而除去单质溴,1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷都不溶于水,溶液分层,采用分液的方法分离出混合物和有机层,互溶的1,2-二溴乙烷、1,2-二溴丙烷采用蒸馏的方法分离,分离出A和B,而B的碳原子数大于A的碳原子数可区分A和B;
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:SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+
故答案为:分液;蒸馏;SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+
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

点评 本题以丁烷裂解为载体考查实验基本操作、计算、物质的分离和提纯,明确流程图中各个装置的作用、物质分离和提纯方法的选取等知识点即可解答,难点是(3)题计算,明确质量增加的量和质量减少的量分别是什么物质是解(5)的关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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19.做同周期元素性质递变规律实验时,学生甲设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表:
实验方案实验现象
①用砂纸摩擦后的镁带与沸水反应,再向反应
应后溶液中滴加酚酞
A、浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向移
动,随之消失,溶液变红色
②钠与滴有酚酞试液的冷水反应B、产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色
③镁条与2mol•L-1的盐酸反应C、反应不十分强烈,产生无色气体
④铝条与2mol•L-1的盐酸反应D、剧烈反应,产生无色气体
⑤向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量E、生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失
请你帮助该同学整理并完成实验报告:
(1)实验目的验证第三周期金属元素的金属性的递变规律.
(2)实验用品:
仪器:试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管、滤纸
药品:镁带、钠、铝条、2mol•L-1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液
(3)实验内容:(填写题给信息表中的序号)
实验方案实验现象(填写序号)
B
A
D
C
E
(4)实验结论:同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱.
(5)为了用实验的方法验证镁和铝的金属性强弱,学生乙设计了一种不同于学生甲的方法:
学生甲:用2mol•L-1盐酸作试剂,比较镁和铝与盐酸反应的情况
学生乙:用水作试剂,比较镁和铝与水反应的情况
试判断学生乙的设计方案是否合理不合理,原因是常温下镁和铝几乎不和水发生反应,而和酸反应较明显.

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