Question

丁烷的催化裂解可按下列两种方式进行：C₄H₁₀→C₂H₆+C₂H₄； C₄H₁₀→CH₄+C₃H₆；某化学兴趣小组的同学为探究丁烷裂解气中CH₄和C₂H₆的比例关系，设计如图所示实验：

注：CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O；A1₂O₃是丁烷裂解的催化剂，G后面装置已省略。如图连接好装置后(部分夹持装置已略去)，需进行的实验操作有：

①给D、G装置加热：②检査整套装置的气密性；③排尽装置中的空气。

（1）这三步操作的先后顺序依次是____________。

（2）简要说明检验空气排尽的方法：_______________________________________________。

（3）B装置所起的作用是__________________________________________。

（4）假设丁烷完全裂解，流经各装置中的气体能完全反应。当(E和F)装置的总质量比反应前增加了 1.82g, G装置中固体质量减少了 4.l6g，则丁烷的裂解产物中n(CH₄)∶n(C₂H₆)=_____________。

（5）若对E装置中的混合物再按以下流程实验：

①分离操作I、Ⅱ的名称是I_____________、 II_______________；

②Na₂SO₃溶液的作用是（用离子方程式表示）__________________________________。

Answer

②③① 用一小试管收集从G装置右端导管口逸出的气体，点燃检验其纯度，无爆鸣声，则排尽 通过观察气泡，调节旋钮A，控制气体流量 3:2 分液 蒸馏 SO32-+Br2+H2O=2H++SO42-+2Br-

【解析】

（1）涉及气体制备与性质的实验都应先检查装置气密性，本实验涉及丁烷的裂解，因此在加热之前需排尽装置中的氧气，最后给D、G装置加热，故答案为②③①。

（2）可通过爆鸣实验检验气体的纯度，以确定是否排尽空气：用一小试管收集从G装置右端导管口逸出的气体，点燃检验其纯度，无爆鸣声，则排尽。

（3）装置B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，调节旋钮A，控制气体流量。

（4）丁烷裂解生成的乙烯和乙烷物质的量相等，生成的甲烷和丙烯物质的量相等，E、F吸收的是烯烃，G装置减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，设C2H4的物质的量为x，C3H6的物质的量为y，则乙烷和甲烷的物质的量分别为x、y，28g·mol-1x+42 g·mol-1y=1.82g，乙烷、甲烷和氧化铜反应所需氧原子的物质的量为7x+4y=4.16g÷16 g·mol-1=0.26mol，解得x=0.02mol，y=0.03mol，所以甲烷与乙烷的物质的量之比为3：2。

（5）E中含有溴单质和乙烯、丙烯与与溴单质的加成产物，其中加成产物是有机物，向混合物中加入亚硫酸钠溶液，除去溴单质，发生反应为：SO32-+Br2+H2O=2H++SO42-+2Br-；溶液分层，故采用分液法分离混合物水溶液和有机层；互溶的液体，用蒸馏法分离出X和Y。