Question

6．丁烷催化裂解可按兩種方式進(jìn)行：C₄H₁₀→C₂H₆+C₂H₄；C₄H₁₀→CH₄+C₃H₆，某化學(xué)興趣小組為了測定裂解氣中CH₄和C₂H₆的比例關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖所示：

注：CuO能將烴氧化成CO₂和H₂O； Al₂O₃是烷裂解的催化劑；G后面裝置已省略．
如圖連接好裝置后（部分夾持裝置已省略），需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作有：
①給D、G裝置加熱 ②檢查整套裝置的氣密性 ③從A處通N₂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）簡要說明空氣排盡的方法：打開K，使丁烷氣依次流經(jīng)各裝置，在裝置G的末端收集一小試管氣體堵住管口，靠近火焰，松開手指，若沒有爆鳴聲，則空氣排盡
（3）B裝置所起的作用是通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)K，控制氣體流速_
（4）假定丁烷完全裂解，流經(jīng)各裝置中的氣體能完全反應(yīng)．要想知道裂解氣中CH₄和C₂H₆的比例關(guān)系，需要測定上圖中裝置E、F，G在反應(yīng)前后的質(zhì)量差．（用字母A、B、C、D、E、F、G表示）
（5）若對(duì)E裝置中的混和物再按以下流程實(shí)驗(yàn)：
①分離操作I、Ⅱ的方法是：I分液，Ⅱ蒸餾
②Na₂SO₃溶液的作用是（用離子方程式表示）SO₃^2-+Br₂+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Br^-．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)先檢驗(yàn)氣密性，趕出內(nèi)部氣體，再加熱；
（2）在裝置G的末端收集一小試管氣體堵住管口，靠近火焰，松開手指，若沒有爆鳴聲，則空氣排盡；
（3）通過觀察氣泡，控制氣體流速；
（4）根據(jù)裂解方程式可知，CH₄的物質(zhì)的量等于C₃H₆的物質(zhì)的量，C₂H₆的物質(zhì)的量等于C₂H₄的物質(zhì)的量，E、F吸收的是烯烴，G減少的質(zhì)量是氧化銅中的氧元素質(zhì)量，丁烷的裂解中，生成乙烯的物質(zhì)的量和乙烷的物質(zhì)的量相等，甲烷和丙烯的物質(zhì)的量相等，再結(jié)合原子守恒計(jì)算甲烷和乙烷的物質(zhì)的量之比；
（5）分離不互溶的液體用分夜，分離互溶的液體用蒸餾．Na₂SO₃溶液可吸收溴單質(zhì)．

解答 解：（1）應(yīng)先檢驗(yàn)氣密性，趕出內(nèi)部氣體，再給D、G裝置加熱；
故答案為：②③①；
（2）在裝置G的末端收集一小試管氣體堵住管口，靠近火焰，松開手指，若沒有爆鳴聲，則空氣排盡；
故答案為：打開K，使丁烷氣依次流經(jīng)各裝置，在裝置G的末端收集一小試管氣體堵住管口，靠近火焰，松開手指，若沒有爆鳴聲，則空氣排盡；
（3）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(diào)節(jié)K，控制氣體流速；
（4）E、F吸收的是烯烴，G減少的質(zhì)量是氧化銅中的氧元素質(zhì)量，丁烷的裂解中，生成乙烯的物質(zhì)的量和乙烷的物質(zhì)的量相等，甲烷和丙烯的物質(zhì)的量相等，再結(jié)合原子守恒計(jì)算甲烷和乙烷的物質(zhì)的量之比，所以要測定E、F在反應(yīng)前后的質(zhì)量差及G在反應(yīng)前后的質(zhì)量差，
故答案為：E、F，G；
（5）亞硫酸鈉與有機(jī)物不互溶，分離不互溶的液體用分夜；分離互溶的液體用蒸餾，Na₂SO₃溶液可吸收溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+Br₂+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Br^-，
故答案為：分液； 蒸餾；SO₃^2-+Br₂+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Br^-．

點(diǎn)評(píng) 本題以丁烷裂解為載體考查實(shí)驗(yàn)基本操作、計(jì)算、物質(zhì)的分離和提純，明確流程圖中各個(gè)裝置的作用、物質(zhì)分離和提純方法的選取等知識(shí)點(diǎn)即可解答，題目難度中等．