Question

【題目】苯甲酸鈉是一種常見食品防腐劑。實驗室制備苯甲酸的裝置圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	相對分子質(zhì)量	熔點/℃	沸點/℃	溶解性
甲苯	92	-94.9	110.6	難溶于水
苯甲酸	122	122.13	249	微溶于水
苯甲酸鈉	144	----	249.3	易溶于水

(1)制備苯甲酸：在三頸燒瓶中加入4mL甲苯和20mL稀硫酸，放入碎瓷片后，加熱至沸騰，加入12.8g高錳酸鉀，加熱到甲苯層消失。將三頸燒瓶在冰水浴中冷卻，分離出苯甲酸。

①球形冷凝管的作用是_________，其進水口是________(填“a”或“b”)。

②已知三頸燒瓶中反應的離子方程式為+6MnO4-+18H+→+6Mn2++14H2O，在該反應中體現(xiàn)了甲苯____性。

③分離苯甲酸選用的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外還有________(填字母)。

A.分液漏斗 B.漏斗 C.蒸餾燒瓶 D.直形冷凝管

④分離出粗品苯甲酸晶體中可能含有的雜質(zhì)是MnSO4和___，為進一步提純，應采用的操作方法是______。

(2)制備苯甲酸鈉：控制溫度為70℃，向三頸燒瓶中加入61.0g苯甲酸和適量的32%碳酸鈉溶液，充分反應后停止加熱。在深色的溶液中加入活性炭，并將混合物過濾，得到無色透明的苯甲酸鈉溶液，將濾液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥制得苯甲酸鈉晶體。

⑤控制溫度為70℃的方法是_______。

⑥加入活性炭的作用是___________。

⑦若提純得到46.8g苯甲酸鈉，則苯甲酸鈉的產(chǎn)率________。(保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】冷凝回流 b 還原 B K2SO4 重結(jié)晶 水浴加熱 吸附脫色 65.0%

【解析】

(1)①甲苯易揮發(fā)，冷凝管冷凝回流揮發(fā)的甲苯；采取逆流原理通入冷凝水，充分冷凝；

②甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成苯甲酸；

③苯甲酸微溶于水，常溫下為晶體，采取過濾方法分離；

④反應得到溶液中含有硫酸錳、硫酸鉀，分離出的苯甲酸晶體中可能含有該雜質(zhì)，苯甲酸微溶于水，可利用重結(jié)晶進行提純；

(2)⑤低于水的沸點可采取水浴加熱，受熱均勻，便于控制溫度；

⑥在深色的溶液中加入活性炭，并將反應混合物過濾，得到無色透明的苯甲酸鈉溶液，說明活性炭吸附色素；

⑦苯甲酸鈉的產(chǎn)率=×100%。

(1)①甲苯易揮發(fā)，冷凝管冷凝回流揮發(fā)的甲苯，減少損失；采取逆流原理通入冷凝水，充分冷凝，即從b口通入冷凝水；

②甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成苯甲酸，體現(xiàn)了甲苯還原性；

③苯甲酸微溶于水，常溫下為晶體，采取過濾方法分離，需要的儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；

④反應得到溶液中含有硫酸錳、硫酸鉀，分離出的苯甲酸晶體中可能含有的雜質(zhì)是K2SO4、MnSO4，硫酸錳、硫酸鉀易溶于水，苯甲酸微溶于水，可以利用重結(jié)晶進行提純；

(2)⑤控制溫度為70℃，低于水的沸點，可以采取水浴加熱，受熱均勻，便于控制溫度；

⑥在深色的溶液中加入活性炭，并將反應混合物過濾，得到無色透明的苯甲酸鈉溶液，說明活性炭吸附色素；

⑦61.0g苯甲酸完全轉(zhuǎn)化可以生成苯甲酸鈉質(zhì)量為：61g×=72g，苯甲酸鈉的產(chǎn)率=×100%=65.0%。