实验探究煤干馏的产物

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实验探究煤干馏的产物

江苏 曹志坚

煤是日常生活中最重要、最常见的能源之一，也是一种重要的化工原料，煤干馏的主要产品有焦炉气、煤焦油和焦炭等，这些产品在化工生产中有广泛应用。下面我们来赏析一道煤的干馏实验探究题。

例题 某同学设计探究实验确定煤干馏部分产物的成分。 【实验课题】煤干馏的部分产物的确定。 【查阅资料】

资料一：煤干馏产物可能有H2、CO、烯烃、烷烃、苯及其同系物。 资料二：氧化铜在加热条件下能将烃氧化成二氧化碳和水。

资料三：甲苯、二甲苯均能被高锰酸钾酸性溶液氧化成芳香羧酸（均能溶于苯中）。 【实验装置】夹持装置已略去。

【实验步骤】

1．连接好实验装置，检验装置气密性。 2．向大试管中加入少量煤粉。 3．向装置中通入氮气。

4．先点燃A处酒精灯后，再点燃E处酒精灯。 【实验记录】

1．B装置中有液态物质生成。 2．C装置中溴水颜色变浅。

3．E装置中黑色粉末变成红色粉末。 4．F装置白色粉末变成蓝。 【结果与讨论】

（1）向装置中通入氮气的目的是 。

（2）经分析，B试管里液态物质是苯、甲苯、二甲苯的混合物，请设计简单方案提纯苯： 。

（2）C装置的作用是 。如果不设置D装置，对实验结论产生的影响是 。

（3）根据实验现象，请列出从C装置导出的气体成分可能的组合方式： 。 分析 （1）对于有气体生成的实验都应先安装好实验仪器后，检验装置的气密性。根据资料一可知，煤干馏的产物中均为易燃易爆品，应通入氮气赶走装置中的氧气，再点燃A、E处的酒精灯，否则煤干馏产物与空气中的氧气混合会发生爆炸的危险。

（2）根据资料三可知，甲苯、二甲苯均能被高锰酸钾酸性溶液氧化成芳香羧酸，因它们易溶于苯，所以，必须加入氢氧化钠溶液将其转化成羧酸盐，用分液法分离提纯苯。

（3）C装置中过量的溴水用于检验并除去不饱和烃类；因为F中硫酸铜是检验气体与氧化铜反应产物是否有水，故D中碱石灰除去C中出来的气体所带水蒸气。

（4）根据资料二及实验记录可知，C中出来的气体至少含有氢气和气态烷烃之一，可

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能含有CO。隔绝空气干馏可能产生少量SO2，在C中除去。

答案 （1）赶走装置中的氧气，防止发生爆炸的危险

（2）将混合物移入分液漏斗中，加入足量的高锰酸钾酸性溶液，振荡，分液。将上层液体移入分液漏斗中，向其中加入一定量的氢氧化钠溶液振荡、静置、分液

（3）主要检验并除去气态不饱和烃等；无法判断E中是否有水生成

（4）①H2；②气态烷烃：③H2和CO；④气态烷烃和CO；⑤CO、H2和气态烷烃 方法点拨 探究混合物成分要注意以下几点：

（1）抓住实验过程中的实验现象，例如：本题中溴水褪色、黑色粉末变成红色粉末、白色粉末变蓝等。

（2）将现象与所盛试剂性质联系起来，由现象推知产物成分。例如，溴水褪色，说明有与溴发生反应的气体；氧化铜被还原说明气体中可能含CO或H2或烷烃等。

（3）验证：将推测的物质代入实验中验证，看是否符合其他现象。例如，本题不能肯定C中出来的气体中是否含CO。

（4）识别装置及试剂作用。如本题B装置中冰水混合物起冷却作用，碱石灰吸收水和二氧化碳等。

温馨提示 本实验有危险性，请勿模仿！