Question

芳香族羧酸通常用芳香烴的氧化來制備。芳香烴的苯環(huán)比較穩(wěn)定，難于氧化，而環(huán)上的支鏈不論長短，在強烈氧化時，最終都氧化成羧基。某同學用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸 。反應(yīng)原理：

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	沸點	密度	溶解度
水	乙醇	乙醚
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	易溶	易溶

主要實驗裝置和流程如下：

圖1回流攪拌裝置 ????      ???????????????? 圖2抽濾裝置  

實驗方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖1裝置中，在100℃時， 反應(yīng)一段時間，再停止反應(yīng)，按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。

（1）儀器K的名稱為????? 。無色液體A的結(jié)構(gòu)簡式為????? 。操作Ⅱ為????? 。

如果濾液呈紫色，要先加亞硫酸氫鉀，然后再加入濃鹽酸酸化，加亞硫酸氫鉀的目的是????? 。

（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，攪拌棒下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸

C．抽濾結(jié)束后，為防止倒吸，應(yīng)先關(guān)閉水龍頭，再斷開真空系統(tǒng)與過濾系統(tǒng)的連接

D．冷凝管中水的流向是下進上出

（4）除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入????? ，分液，水層再加入????? ，然后抽濾，干燥即可得到苯甲酸。

（5）純度測定：稱取1.220g產(chǎn)品，配成100ml溶液，取其中25.00ml溶液，進行滴定 ，消耗KOH物質(zhì)的量為2.4×10-3mol。產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分數(shù)為????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）安全瓶（1分） （2分）???? 蒸餾（2分）??

（2）除去未反應(yīng)的高錳酸鉀氧化劑，否則用鹽酸酸化時會發(fā)生鹽酸被高錳酸鉀所氧化，產(chǎn)生氯氣；（2分）

（3）ABD （2分）漏選得一分,錯選不得分

(4) NaOH溶液（2分）??? 濃鹽酸酸化（2分）

(5)? 96% （2分

【解析】

試題分析：

（1）儀器K為減壓過濾（抽濾）裝置中的安全瓶；

由實驗流程可知，反應(yīng)混合物首先經(jīng)過過濾除去用高錳酸鉀氧化甲苯后生成的MnO2

沉淀，過濾后的濾液經(jīng)分液得到含有末反應(yīng)的甲苯的有機層和含有苯甲酸鉀等可溶性物質(zhì)的水層。然后，將有機層經(jīng)干燥劑干燥、過濾，再經(jīng)蒸餾回收得到甲苯，所以無色液體A

為甲苯（）。根據(jù)反應(yīng)原理，可知水層中的經(jīng)濃鹽酸酸化，轉(zhuǎn)化為苯甲酸，因苯甲酸微溶于水，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，就可得到白色的苯甲酸晶體(無色固體B)。

（2） 濾液呈紫色，說明濾液中含有末反應(yīng)的高錳酸鉀，亞硫酸氫鉀是一種還原劑，先加亞

硫酸氫鉀，是使其與高錳酸鉀反應(yīng)，除去末反應(yīng)的高錳酸鉀，否則當用濃鹽酸酸化時，高

錳酸鉀就會與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。

（3） 抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀；安裝電動攪拌器時，攪拌棒下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸；抽濾結(jié)束后，為防止倒吸，應(yīng)先斷開真空系統(tǒng)與過濾系統(tǒng)的連接，再關(guān)閉水龍頭；冷凝管中水的流向應(yīng)是下進上出。C不正確，A、B、D正確。

（4） 甲苯不溶于水，要除去殘留在苯甲酸中的甲苯時，先加入NaOH溶液，使其與苯甲酸反應(yīng)，將苯甲酸轉(zhuǎn)化為可溶性的苯甲酸鈉，再經(jīng)分液操作，將甲苯（有機層）除去，然后再用濃鹽酸酸化，把可溶性的苯甲酸鈉轉(zhuǎn)化為苯甲酸。

（5） 根據(jù)反應(yīng)：

????????????????? 122g?????? 1mol

m?????? 2.4×10-3mol

m=122g/mol ×2.4×10-3mol = 1.1712g；

考點：本題是一道以用甲苯的氧化反應(yīng)制備點點滴滴苯甲酸為載體的實驗題，考查有關(guān)實驗的儀器、相關(guān)操作、產(chǎn)品的提純和純度計算等。