Question

（14分）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(qiáng)烈氧化時，最終都氧化成羧基。某同學(xué)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(diǎn)	沸點(diǎn)	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	易溶	易溶
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(shí)驗(yàn)裝置和流程如下：

實(shí)驗(yàn)方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖1裝置中，在90℃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）無色液體A的結(jié)構(gòu)簡式為 。操作Ⅱ?yàn)? 。

（2）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，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計(jì)等接觸

C．圖1回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法

D．冷凝管中水的流向是下進(jìn)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(jìn)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?jǐn)?shù)為 。

 

Answer 1

（14分）（1）（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）依據(jù)流程和推斷可知，無色液體A為甲苯，結(jié)構(gòu)簡式為；一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時間后停止反應(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；

（2）濾液呈紫色，說明還含有酸性高錳酸鉀溶液。高錳酸鉀檢驗(yàn)氧化性，能氧化鹽酸生成氯氣，因此利用亞硫酸氫鉀的還原性還原高錳酸鉀，即加亞硫酸氫鉀的目的是除去未反應(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；

（3）A．抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀，A正確；B．安裝電動攪拌器時，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計(jì)等接觸，以防止玻璃儀器的破損，B正確；C．圖1回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法不易控制溫度，一般采用水浴加熱，C錯誤；D．冷凝管中水的流向是下進(jìn)上出，D正確，答案選ABD。

（4）苯甲酸能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而甲苯不能，所以除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入氫氧化鈉溶液，分液，水層再加入濃鹽酸酸化即得到苯甲酸，最后抽濾，干燥即可得到苯甲酸。

（5）稱取1.220g產(chǎn)品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10-3mol，苯甲酸是一元弱酸和氫氧化鉀1：1反應(yīng)，所以物質(zhì)的量相同，注意溶液體積變化計(jì)算樣品中 苯甲酸的物質(zhì)的量，計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；樣品中苯甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝96%。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析判斷，物質(zhì)分離條件，試劑選擇，操作步驟的理解應(yīng)用，樣品純度的計(jì)算