问题 问答题

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

如图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)

按上图连好装置后,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______.

(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______

(5)假定丁烷完全裂解,当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7g,G装置的质量减少了1.76g,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)=______(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)

答案

(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

(5)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)+

6x+2y
2
=
1.76
16
mol

解得:x=y=0.07mol

故答案为:1:1.

单项选择题
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