Question

苯甲醛在醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。實驗室通過下圖所示的流程由甲苯氧化制備苯甲醛。

試回答下列問題：
（1）Mn₂O₃氧化甲苯的反應(yīng)中需要不斷攪拌，攪拌的作用是______________。
（2）甲苯經(jīng)氧化后得到的混合物通過結(jié)晶、過濾進行分離。該過程需將混合物冷卻，其目的是_________。
（3）實驗過程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)分別為_________、_________。
（4）實驗中分離甲苯和苯甲醛采用的操作I是_________，其原理是_________。
（5）實驗中發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時間不同苯甲醛的產(chǎn)率也不同（數(shù)據(jù)見下表）。

請結(jié)合苯甲醛的結(jié)構(gòu)，分析當(dāng)反應(yīng)時間過長時，苯甲醛產(chǎn)率下降的原因：____________。

Answer 1

（1）使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)速率；

（2）降低MnSO₄的溶解度；

（3）稀硫酸，甲苯；

（4）蒸餾，利用甲苯和苯甲醛的沸點差異使兩者分離；

（5）部分苯甲醛被氧化成苯甲酸。

【試題分析】
本題以從甲苯制取苯甲醛考查了同學(xué)們對提高催化劑催化效率、加快反應(yīng)速率、物質(zhì)循環(huán)使用、提高化工產(chǎn)率的方法、化學(xué)基本實驗操作等知識的掌握情況。甲苯氧化的反應(yīng)為CH₃+2Mn₂O₃+4H₂SO₄CHO+4MnSO₄+5H₂O，故反應(yīng)后得到的混合物中含有甲苯、苯甲醛、硫酸錳、水和多余的硫酸等，反應(yīng)過程中要不斷地加熱，同時由于Mn₂O₃是不溶于水的粉末，為了擴大接觸面積達到加快反應(yīng)的目的，氧化過程中需要不斷攪拌；過濾的目的是將未反應(yīng)的Mn₂O₃和生成的硫酸錳分離出去，降溫可以減小MnSO₄的溶解度，有利于其以晶體的形式析出；油水分離的方法是分液，水相是稀硫酸溶液，可以循環(huán)使用，油相是甲苯和苯甲醛的混合物，用蒸餾的方法可使兩者分離，甲苯可以循環(huán)使用，苯甲醛則是產(chǎn)品。