Question

7．苯甲酸及其鈉鹽可用作乳膠、牙膏、果醬或其它食品的抑菌劑，也可廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè)，某同學(xué)嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸，制備流程為：甲苯$\stackrel{高錳酸鉀}{→}$苯甲酸鉀$\stackrel{鹽酸}{→}$苯甲酸

操作步驟如下：①將一定量的甲苯和堿性KMnO₄溶液加熱至沸騰，并冷凝回流至混合液不再分層．②反應(yīng)停止后，將反應(yīng)混合液過濾，濾渣為黑色固體；得到的濾液如果呈紫色，可加入少量的飽和亞硫酸鈉溶液使紫色褪去，重新過濾．③將②中所得濾液經(jīng)一系列操作得到苯甲酸晶體．
已知：苯甲酸相對分子質(zhì)量122，熔點122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；
（1）該實驗合成苯甲酸鉀可能用到的下列儀器有A C．
A．圓底燒瓶   B．蒸餾燒瓶  C．冷凝管  D．溫度計
（2）第①步中被回流的主要物質(zhì)是甲苯．
（3）寫出滴加飽和亞硫酸鈉溶液時的離子方程式2MnO₄^-+H₂O+3SO₃^2-=2MnO₂↓+2OH^-+3SO₄^2-．
（4）步驟③得到苯甲酸晶體應(yīng)進行操作是A C D B（按操作順序填正確答案序號）．
A．酸化 B．過濾C．蒸發(fā)濃縮  D．冷卻結(jié)晶．

Answer 1

分析 （1）從操作步驟中可以得到甲苯和堿性高錳酸鉀應(yīng)在圓底燒瓶中進行加熱，冷凝回流時需要冷凝管．
（2）第①步中甲苯沸點較低，加熱時易揮發(fā)，故在第①步中主要是對甲苯進行回流．
（3）亞硫酸鈉中硫元素可以被高錳酸鉀氧化，通過現(xiàn)象可以判斷在堿性條件下高錳酸鉀的還原產(chǎn)物MnO₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可得反應(yīng)為：2MnO₄^-+H₂O+3SO₃^2-=2MnO₂↓+2OH^-+3SO₄^2-；
（4）步驟②中得到的是苯甲酸鉀，經(jīng)酸化可以得到苯甲酸，苯甲酸的溶解度在較高的溫度下比較大，故應(yīng)在較高的溫度下使苯甲酸形成飽和溶液，然后再冷卻結(jié)晶形成固體，最后過濾得到苯甲酸晶體．

解答 解：（1）液體混合物加熱制取物質(zhì)應(yīng)該使用的儀器是圓底燒瓶；將產(chǎn)生的蒸氣冷凝的裝置是冷凝器，因此該實驗合成苯甲酸鉀可能用到的儀器是A、C；
故答案為：AC；
（2）在常溫下甲苯是液體，苯甲酸是固體，第①步中甲苯沸點較低，加熱時易揮發(fā)，故在第①步中主要是對甲苯進行回流；
故答案為：甲苯；
（3）KMnO4溶液有氧化性，而亞硫酸鈉溶液有還原性，二者會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硫酸鈉中硫元素可以被高錳酸鉀氧化，通過現(xiàn)象可以判斷在堿性條件下高錳酸鉀的還原產(chǎn)物MnO₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可得反應(yīng)為：2MnO₄^-+H₂O+3SO₃^2-=2MnO₂↓+2OH^-+3SO₄^2-；
故答案為：2MnO₄^-+H₂O+3SO₃^2-=2MnO₂↓+2OH^-+3SO₄^2-；
（4）步驟②中得到的是苯甲酸鉀，經(jīng)酸化可以得到苯甲酸，苯甲酸的溶解度在較高的溫度下比較大，由于該物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大，故應(yīng)在較高的溫度下使苯甲酸形成飽和溶液，然后再冷卻結(jié)晶形成固體，最后過濾得到苯甲酸晶體，故正確的操作步驟為：A C D B；
故答案為：A C D B．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)原理，化學(xué)實驗儀器的基本使用，物質(zhì)的分離步驟、制取方法和儀器的選擇，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．