Question

4．如圖1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，鐵架臺等已省略．）按圖連好裝置后，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②③①
（2）B裝置所起的作用是通過觀察氣泡，調節(jié)K，控制氣體流速
（3）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(chǎn)物中，甲烷與乙烷的物質的量之比為1：1（假定流經(jīng)D、G裝置中的氣體能完全反應）
（4）若對E裝置中的混合物再按圖2流程實驗：
①分離操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是：Ⅰ分液分液Ⅱ蒸餾
Na₂SO₃溶液的作用是（用離子方程式表示）SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺
②已知B的碳原子數(shù)大于A的碳原子數(shù)，請寫出B的結構簡式CH₂BrCHBrCH₃．

Answer 1

分析 （1）先檢驗氣密性，趕出內部氣體，再加熱；
（2）通過觀察氣泡，控制氣體流速；
（3）E、F吸收的是烯烴，G減少的質量是氧化銅中的氧元素質量，丁烷的裂解中，生成乙烯的物質的量和乙烷的物質的量相等，甲烷和丙烯的物質的量相等，再結合原子守恒計算甲烷和乙烷的物質的量之比；
（4）混合物中含有單質溴、水、1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷，加入亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被溴氧化生成硫酸鈉，同時生成NaBr，從而除去單質溴，1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷都不溶于水，溶液分層，采用分液的方法分離出混合物和有機層，互溶的1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷采用蒸餾的方法分離，分離出A和B，而B的碳原子數(shù)大于A的碳原子數(shù)可區(qū)分A和B；

解答 解：（1）先檢驗氣密性，趕出內部氣體，再給D、G裝置加熱；
故答案為：②③①；
（2）B裝置所起的作用是通過觀察氣泡，控制氣體流速；
故答案為：通過觀察氣泡，調節(jié)K，控制氣體流速；
（3）丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物質的量相等，生成的甲烷和丙烯的物質的量相等，E、F吸收的是烯烴，G減少的質量是氧化銅中的氧元素質量，設x為C₂H₄的物質的量，y為C₃H₆的物質的量，則乙烷和甲烷的物質的量分別是x、y，則：
28x+42y=0.7g；
乙烷、甲烷與氧化銅反應需要的氧原子的物質的量為：
x×（2+1.5）×2+y×2×2=$\frac{1.76}{16}$，
解得：x=y=0.01mol
故答案為：1：1；
（4）混合物中含有單質溴、水、1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷，加入亞硫酸鈉，亞硫酸鈉被溴氧化生成硫酸鈉，同時生成NaBr，從而除去單質溴，1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷都不溶于水，溶液分層，采用分液的方法分離出混合物和有機層，互溶的1，2-二溴乙烷、1，2-二溴丙烷采用蒸餾的方法分離，分離出A和B，而B的碳原子數(shù)大于A的碳原子數(shù)可區(qū)分A和B；
①通過以上分析知，分離操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是：Ⅰ分液、Ⅱ蒸餾，亞硫酸鈉具有還原性，能和強氧化性物質溴反應而除去溴，離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，
故答案為：分液；蒸餾；SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；
②已知B的碳原子數(shù)大于A的碳原子數(shù)，說明B中碳原子個數(shù)是3、A中碳原子個數(shù)是2，B為1，2-二溴丙烷，B的結構簡式CH₂BrCHBrCH₃．
故答案為：CH₂BrCHBrCH₃．

點評 本題以丁烷裂解為載體考查實驗基本操作、計算、物質的分離和提純，明確流程圖中各個裝置的作用、物質分離和提純方法的選取等知識點即可解答，難點是（3）題計算，明確質量增加的量和質量減少的量分別是什么物質是解（5）的關鍵，題目難度中等．