Question

如图为某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验流程。(注：丁烷在Al₂O₃催化下发生裂解，CuO能将烃氧化成CO ₂和H ₂ O，G后面装置与答题无关，省略。)

按图连接好装置后，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……

(1)这三步操作的先后顺序依次是            。

(2) B装置所起的作用是             。

(3) E装置中的现象为                  。

(4)若对E装置中的混和物(溴水足量)再按以下流程实验：

分离操作I、II的方法是：I            ，II             。

Na ₂ SO ₃ 溶液的作用是(用离子方程式表示)             。

(5)假定丁烷完全裂解，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0.7g，G装置中固体质量减少了1.76g，则丁烷的裂解产物中：n(CH ₄ ):n(C ₂ H ₆)=            

Answer

(1)②③①

(2)便于观察丁烷气体的速率，从而控制丁烷气体的流量

(3)溴水颜色变浅，且底部有无色油状液体产生

(4)分液 ；蒸馏 SO32－＋Br2＋H2O＝SO42－＋2Br－＋2H＋(5)1︰1

【解析】

试题分析：(1)应先检查整套装置的气密性，排出装置中的空气，再给D、G装置加热；故答案为②③①；

(2)B装置所起的作用是便于观察丁烷气体的速率，从而控制丁烷气体的流量；

(3)装置E中的现象是溴水颜色变浅，且底部有无色油状液体产生；

(4)混合物中含有有机物和溴，向混合物中加入亚硫酸钠溶液后，溶液分层，采用分液的方法分离出混合物和有机层，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，分离出甲和乙；

①互不相溶的液体采用分液的方法分离，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，所以操作I、操作II分别是分液、蒸馏；

②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：SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+；

(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，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

G减少的质量是氧化铜中的氧元素质量，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+4y)÷2=1.76÷16，

解得：x=0.01mol，y=0.01mol，即n(CH4)：n(C2H6)=1：1。

【考点定位】考查实验原理、常见的化学计算，涉及到方程组、物质过量的判断。

【名师点晴】明确装置的操作原理是解题关键，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，丁烷的裂解中，生成乙烯的物质的量和乙烷的物质的量相等，甲烷和丙烯的物质的量相等，再结合原子守恒计算甲烷和乙烷的物质的量之比，据此分析解题。