Question

丁烷催化裂解生成烷烃和烯烃，可按下列两种方式进行：C₄H₁₀→C₂H₄+C₂H₆；C₄H₁₀→C H₄+C₃H₆某化学兴趣小组为了测定丁烷裂解气中CH_４和C_２H_６的比例关系，设计实验如下图所示：

如图连接好装置后，需进行的操作有：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……

注：CuO能将烃氧化成CO_２和H_２O；Al_２O_３是烷烃裂解的催化剂；G后面装置已省略。

（1）这三步操作的先后顺序是_________（填序号）

（2）简要叙述证明空气已排尽的操作方法______________________。

（3）假定丁烷完全裂解，且流经各装置中的气体能完全反应。当装置E和F的总质量比反应前增加了0.7g，G装置中固体质量比反应前减少了1．76g，则在丁烷的裂解产物中CH₄和C₂H₆的物质的量之比n(CH_４)：n(C_２H_６)＝______________。

（4）若对实验后E装置中的混合物再按以下流程进行实验：

①分离操作I、Ⅱ的名称分别是：I、_____________，Ⅱ、____________。

②Na_２SO_３溶液的作用是______________________。

Answer

（1）②③①

（2）从G装置右边导管中收集一试管气体，用拇指堵住管口移至火焰点燃，若无爆鸣声，则证明空气已排尽

（3）1:1

（4）①分液；蒸馏；②除去混合液中未反应完的溴.

【解析】

试题分析：（1）先检验气密性，赶出内部气体，再给D、G装置加热；答案为：②③①；（2）从G装置右边导管中收集一试管气体，用拇指堵住管口移至火焰点燃，若无爆鸣声，则证明空气已排尽；（3）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，则：28x+42y=0.7g；乙烷、甲烷与氧化铜反应需要的氧原子的物质的量为：x×（2+1.5）×2+y×2×2=1.76/16，解得：x=y=0.01mol故答案为：1：1；

（4）混合物中含有单质溴、水、1，2﹣二溴乙烷、1，2﹣二溴丙烷，加入亚硫酸钠，亚硫酸钠被溴氧化生成硫酸钠，同时生成NaBr，从而除去单质溴，1，2﹣二溴乙烷、1，2﹣二溴丙烷都不溶于水，溶液分层，采用分液的方法分离出混合物和有机层，互溶的1，2﹣二溴乙烷、1，2﹣二溴丙烷采用蒸馏的方法分离，分离出A和B，而B的碳原子数大于A的碳原子数可区分A和B；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；②Na２SO３溶液的作用是除去混合液中未反应完的溴.

考点：本题以丁烷裂解为载体考查实验基本操作、计算、物质的分离和提纯