Question

【題目】苯甲酸廣泛應(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。反應(yīng)原理：

己知甲苯的熔點(diǎn)為-95°C，沸點(diǎn)為110.6°C，易揮發(fā)，密度為0.866g/cm3；苯甲酸的熔點(diǎn)為122.4°C,在25°C和95°C下溶解度分別為0.3g和6.9g。

【制備產(chǎn)品】將30.0mL甲苯和25.0mLlmol/L高錳酸鉀溶液在100°C下反應(yīng)30min，裝置如圖所示。

（1）圖中冷凝管的進(jìn)水口為________(填“a”或“b”）。支管的作用是___________。

（2）在本實(shí)驗(yàn)中，三領(lǐng)燒瓶最合適的容積___________(填字母）。

A．50mL

B．I00mL

C．200mL

D．250mL

相對(duì)于用酒精燈直接加熱，用沸水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是___________________。

【分離產(chǎn)品】該同學(xué)設(shè)計(jì)如下流程分離粗產(chǎn)品苯甲酸和回收甲苯

（3）操作Ⅰ的名稱是 ；含有雜志的產(chǎn)物經(jīng)操作Ⅱ進(jìn)一步提純得無(wú)色液體甲苯，則操作Ⅱ的名稱是 。

（4）測(cè)定白色固體的熔點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其在115℃開始熔化，達(dá)到130℃時(shí)仍有少量不熔，該同學(xué)推測(cè)白色固體是苯甲酸與KCl的混合物，設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行提純和檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明推測(cè)正確。請(qǐng)完成表中內(nèi)容。

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將白色固體加入水中，加熱溶解，______。	得到白色晶體和無(wú)色溶液
②	取少重濾液于試管中，________。	生成白色沉淀	濾液含Cl-
③	干燥白色晶體，________。	_____________________	白色晶體是苯甲酸

純度測(cè)定：稱取1.220g產(chǎn)品，配成100ml甲醇溶液，取25.00ml溶液，用0.1000mol/L KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，重復(fù)滴定四次，每次消耗的體積如下表所示。

	第一次	第二次	第三次	第四
體積（mL）	24.00	24.10	22.40	23.90

（5）滴定操作中，如果對(duì)裝有KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，滴定后俯視則測(cè)定結(jié)果______________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。計(jì)算樣品中苯甲酸純度為______________。

Answer 1

【答案】（1）a （1分） 平衡壓強(qiáng)，使甲苯順利滴入三頸燒瓶 （1分）

（2）B （1分） 便于控制溫度和使容器受熱均勻 （2分） （3）分液，蒸餾 （2分）

（4）①冷卻結(jié)晶，過(guò)濾 （2分） ②滴入稀HNO3和AgNO3溶液（1分）

③加熱使其熔化，并測(cè)其熔點(diǎn)（1分） 白色晶體在122.4℃左右完全融化（1分）

（5）偏�。�1分） 96%（2分）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)逆流的冷卻的效率高的原理可知，進(jìn)水口應(yīng)在冷凝管的下方a處，支管連接了恒壓滴液漏斗中的液體上、下方，使恒壓滴液漏斗中的液體上、下方的壓強(qiáng)相等，便于甲苯順利滴入三頸燒瓶；

（2）本實(shí)驗(yàn)中用到的液體體積約為55mL，所以選擇100mL的三頸燒瓶，故選B，沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻；

（3）一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時(shí)間后停止反應(yīng)，按流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯；所以操作Ⅰ是分離出有機(jī)相甲苯，用分液方法得到；操作Ⅱ是蒸餾的方法控制甲苯沸點(diǎn)得到純凈的甲苯液體；

（4）通過(guò)測(cè)定白色固體B的熔點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其在115℃開始熔化，達(dá)到130℃時(shí)仍有少量不熔，推測(cè)白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物，氯化鉀可以用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)氯離子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃時(shí)溶解度分別為0.3g和6.9g；利用不同溫度下的溶解度，分離混合物，得到晶體后通過(guò)測(cè)定熔點(diǎn)判斷是否為苯甲酸，所以實(shí)驗(yàn)方案及現(xiàn)象為：

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將白色固體B加入水中，加熱，溶解，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾	得到白色晶體和無(wú)色溶液
②	取少量濾液于試管中，滴入適量的硝酸酸化的AgNO3溶液	生成白色沉淀	濾液含有Cl-
③	干燥白色晶體，加熱使其熔化，測(cè)其熔點(diǎn)；	白色晶體在122.4℃左右時(shí)完全熔化	白色晶體是苯甲酸

（5）滴定操作中，如果對(duì)裝有KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，滴定后俯視則讀取的溶液的體積小于實(shí)際用掉的溶液的體積，所以測(cè)定結(jié)果偏小；苯甲酸純度=苯甲酸的質(zhì)量/樣品的質(zhì)量×100%=(2.4×103mol×4×122g/mol)/1.22g×100%=96%。