Question

【題目】苯甲酸是常用的防腐劑和重要的醫(yī)藥原料。一種藥用苯甲酸的制備方法如下：

Ⅰ．在反應(yīng)罐中加入甲苯、飽和KMnO4溶液、Fe2O3(催化劑)，加熱、回流數(shù)小時(shí)，充分反應(yīng)。

Ⅱ．反應(yīng)結(jié)束后，改為蒸餾裝置。加熱蒸餾，直至冷凝管壁不再出現(xiàn)油珠。

Ⅲ．將反應(yīng)罐中的混合物趁熱過(guò)濾，濾渣用少量熱水洗滌。

Ⅳ．向?yàn)V液中滴加濃鹽酸酸化至pH=2，抽濾，用少量水洗滌，干燥得苯甲酸粗品。

Ⅴ．將粗苯甲酸加入……，結(jié)晶、洗滌、過(guò)濾，得到藥用純苯甲酸。

已知：相關(guān)物質(zhì)的溶解度(g/mL)

溫度（℃）		25	50	60
苯甲酸	在水中	0.0034	0.0085	0.0095
	在乙醇中	0.4	0.7	1
氯化鉀	在乙醇中	難溶

(1)Ⅰ中發(fā)生的主要反應(yīng)為：(未配平)，則Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。

(2)Ⅱ中蒸餾的目的是______。

(3)Ⅲ中趁熱過(guò)濾的目的是______。

(4)將Ⅴ中操作補(bǔ)充完整：______。

Answer 1

【答案】；OH－+H+ =H2O 除去殘存的甲苯 減少苯甲酸鉀結(jié)晶析出帶來(lái)的損失 一定體積的乙醇中，配成60℃的飽和溶液，過(guò)濾，濾液倒入室溫下一定量的水中

【解析】

(1)步驟Ⅲ所得濾液中的溶質(zhì)為苯甲酸鉀和KOH，步驟Ⅳ加入鹽酸至pH=2時(shí)，苯甲酸根轉(zhuǎn)化成苯甲酸，氫氧化鉀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀和水，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；

(2)(反應(yīng)后混合體系中分為水層和油層，甲苯沸點(diǎn)較低，蒸餾可除去殘存的甲苯；

(3)溫度較低時(shí)苯甲酸鉀溶解度減小，易導(dǎo)致苯甲酸鉀固體析出；

(4)Ⅴ中操作是為了提純苯甲酸，除去雜質(zhì)KCl，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，根據(jù)表格得知，苯甲酸在乙醇中溶解度較大，且隨溫度升高溶解度增大，而且氯化鉀在乙醇中難溶，故選擇乙醇作為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，據(jù)此將Ⅴ中操作補(bǔ)充完整。

(1)步驟Ⅲ所得濾液中的溶質(zhì)為苯甲酸鉀和KOH，步驟Ⅳ加入鹽酸至pH=2時(shí)，苯甲酸根轉(zhuǎn)化成苯甲酸，氫氧化鉀與鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：；OH－+H+ =H2O；

(2)反應(yīng)后混合體系中，甲苯的沸點(diǎn)較低，“加熱蒸餾直至冷凝管壁不再出現(xiàn)油珠”，說(shuō)明通過(guò)蒸餾可除去殘存的甲苯；

(3)苯甲酸鉀的溶解度隨溫度的升高而增大，如果過(guò)濾時(shí)溫度降低會(huì)導(dǎo)致苯甲酸鉀固體析出，降低產(chǎn)率，趁熱過(guò)濾可減少苯甲酸鉀結(jié)晶析出帶來(lái)的損失；

(4)Ⅴ中操作是為了提純苯甲酸，除去雜質(zhì)KCl，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，根據(jù)表格得知，苯甲酸在乙醇中溶解度較大，且隨溫度升高溶解度增大，而且氯化鉀在乙醇中難溶，故選擇乙醇作為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，操作方法為：將粗苯甲酸加入一定體積的乙醇中，配成60℃的飽和溶液，過(guò)濾，濾液倒入室溫下一定量的水中，結(jié)晶、洗滌、過(guò)濾，得到藥用純苯甲酸。