Question

（本題共12分）

下圖是某化學興趣小組進行丁烷裂解的實驗流程。（注：CuO能將烴氧化成CO₂和H₂O，G后面裝置與答題無關，省略鐵架臺等。）按下圖連好裝置后，需進行的實驗操作有：①給D、G裝置加熱；②檢查整套裝置的氣密性；③排出裝置中的空氣等……

（1）這三步操作的先后順序依次是         （寫編號）；

（2）簡要說明排空氣的方法和證明空氣已排盡的方法                ；

（3）B裝置所起的作用是                  ；

（4）假定丁烷按C₄H₁₀→C₂H₆＋C₂H₄和C₄H₁₀→CH₄＋C₃H₆的方式完全裂解，當（E＋F）裝置的總質量比反應前增加了0.7g，G裝置的質量減少了1.76g，則丁烷的裂解產物中，甲烷與乙烷的物質的量之比為            。（假定流經D、G裝置中的氣體能完全反應）

若對E裝置中的混合物再按以下流程實驗：

（5）分離操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是：Ⅰ       Ⅱ      ，Na₂SO₃溶液的作用是（用離子方程式表示）                  。 

（6）D的結構簡式是                。

 

Answer 1

【答案】

（1）②③①     

（2）打開開關K，利用丁烷氣體排出空氣；用小試管在G裝置后收集一試管氣體，移近火焰上方，若只能聽到極輕微的爆鳴聲，表明空氣基本排盡（2分）

（3）便于觀察丁烷氣體的速率，從而控制丁烷氣體的流量     

（4）1︰1 （2分）

（5）分液  蒸餾  SO₃^2－＋Br₂＋H₂O＝SO₄^2－＋2Br^－＋2H^＋ （2分） 

（6）CH₃CH(OH)COOH

【解析】（1）裝置連接好以后。首先檢驗氣密性，所以順序是②③①。

（2）根據(jù)裝置可知，可利用丁烷來排盡裝置中的空氣，丁烷是可燃性氣體，通過檢驗丁烷來檢驗是否排盡空氣，即打開開關K，利用丁烷氣體排出空氣；用小試管在G裝置后收集一試管氣體，移近火焰上方，若只能聽到極輕微的爆鳴聲，表明空氣基本排盡。

（3）B中是水，所以可以通過觀察氣泡的來控制氣體的流速，從而控制丁烷氣體的流量 。

（4）設甲烷和乙烷的物質的量分別是x、y，則丙烯和乙烯也分別是x、y。根據(jù)題意可知烯烴的質量是0.7g，氧化銅減少的質量是氧原子的質量，即和烷烴結合的氧原子是0.11mol，所以42x＋28y＝0.7、4x＋7y＝0.11，解得x︰y＝1︰1。

（5）亞硫酸鈉能把剩余的溴水還原，方程式為SO₃^2－＋Br₂＋H₂O＝SO₄^2－＋2Br^－＋2H^＋。由于鹵代烴不溶于水，所以分液即可。兩種鹵代烴互溶，但沸點差別大，蒸餾即可。

（6）B是1，2－二氯丙烷，所以水解后生成1，2－丙二醇，最終氧化生成CH₃CH(OH)COOH。