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如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:C4H10催化剂△C2H6+C2H4,C4H10催化剂
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如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:
C4H10
C2H6+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___;
(2)简要说明排空气的方法___
(3)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式___
(4)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___.
(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)
C4H10
催化剂 |
|
△ |
催化剂 |
|
△ |
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___;
(2)简要说明排空气的方法___
(3)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式___
(4)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___.
(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)
▼优质解答
答案和解析
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)打开K,使丁烷气依次流经各装置,从而将空气排出,故答案为:打开K,使丁烷气依次流经各装置;
(3)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:CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu;
(4)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:SO22-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+,
故答案为:分液;蒸馏;SO22-+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;
(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)+
=
,
解得:x=y=0.07mol
故答案为:1:1.
(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)打开K,使丁烷气依次流经各装置,从而将空气排出,故答案为:打开K,使丁烷气依次流经各装置;
(3)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
Al2O3 |
△ |
故答案为:CH4+4CuO
Al2O3 |
△ |
(4)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:SO22-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+,
故答案为:分液;蒸馏;SO22-+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;
(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 |
解得:x=y=0.07mol
故答案为:1:1.
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