Question

【題目】芳香酸是分子中羧基與苯環(huán)直接相連的一類有機(jī)物，通常用芳香烴的氧化來制備。反應(yīng)原理如下：

反應(yīng)試劑、產(chǎn)物的物理常數(shù)：

名稱	相對分子質(zhì)量	性狀	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	密度（g/cm3）	水中的溶解性
甲苯	92	無色液體易燃易揮發(fā)	-95	110.6	0.8669	不溶
苯甲酸	122	白色片狀或針狀晶體	122.4	248	1.2659	微溶

主要實(shí)驗(yàn)裝置和流程如下：

實(shí)驗(yàn)方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液里于圖l 裝置中，在90℃時(shí)，反應(yīng)一段時(shí)間后，

停止反應(yīng)，按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應(yīng)的甲苯。

（1）白色固體B中主要成分的分子式為________。操作Ⅱ為________。

（2）如果濾液呈紫色，需加入亞硫酸氫鉀，用離子方程式表示其原因__________。

（3）下列關(guān)于儀器的組裝或者使用正確的是__________。

A．抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀

B．安裝電動攪拌器時(shí)，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計(jì)等接觸

C．如圖 回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法

D．冷凝管中水的流向是上進(jìn)下出

（4）除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入______，分液，然后再向水層中加入______，抽濾，洗滌，干燥即可得到苯甲酸。

（5）純度測定：稱取2.440g產(chǎn)品，配成100mL溶液，取其中25.00mL 溶液，進(jìn)行滴定，消耗KOH物質(zhì)的量為4.5×10-3mol。產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。

Answer 1

【答案】 C7H6O2 蒸餾 2MnO4 - +5HSO3- + H += 2 Mn2+ +5SO42- + 3H2O AB NaOH溶液 硫酸或濃鹽酸酸化 90%

【解析】(1)白色固體是苯甲酸，分子式為C7H6O2；有機(jī)層中物質(zhì)互溶且沸點(diǎn)不同，所以可以采用蒸餾方法分離，則操作II為蒸餾；
(2)如果濾液呈紫色，說明高錳酸鉀過量，要先加亞硫酸氫鉀，除去未反應(yīng)的高錳酸鉀，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4 - +5HSO3- + H += 2 Mn2+ +5SO42- + 3H2O；
(3)A．抽濾時(shí)，瓶中壓強(qiáng)較小，可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀，故A正確；B．為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計(jì)，因此不能與它們接觸，所以在攪拌時(shí)，攪拌棒下端不能與三頸燒瓶底、溫度計(jì)等接觸，故B正確；C．沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻，圖1回流攪拌裝置應(yīng)采用水浴加熱的方法，故C錯誤；D．冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反，則冷凝管中水的流向是下進(jìn)上出，故D錯誤；故答案為ABD；
(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入，應(yīng)該先加NaOH溶液，甲苯與NaOH不反應(yīng)，苯甲酸與NaOH反應(yīng)生成苯甲酸鈉，分液，苯甲酸鈉溶液中加鹽酸可以制得苯甲酸；
(5)設(shè)苯甲酸的物質(zhì)的量濃度為x，則25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物質(zhì)的量為0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 4.50×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：4.50×10-3mol
x==0.18，
則100mL苯甲酸中苯甲酸的質(zhì)量=0.18mol/L×0.1L×122g/mol=2.196g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)==90%。