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【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)=__________。

【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。

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