Question

5．苯甲酸和苯甲酸鈉均是食品防腐劑．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸，實驗過程如下：按圖示裝置，在圓底燒瓶中放入適量甲苯和水，在石棉網(wǎng)上加熱至沸，從儀器X上口加入適量高錳酸鉀，繼續(xù)煮沸并間歇搖動燒瓶，直到甲苯層消失，回流液不再出現(xiàn)油珠時停止反應(yīng)．
按如下流程分離出苯甲酸：
反應(yīng)混合物$\stackrel{趁熱減壓過濾}{→}$濾液$→_{②濃鹽酸酸化}^{①冰水浴冷卻}$懸濁液$\stackrel{減壓過濾}{→}$苯甲酸晶體
已知：①苯甲酸熔點為122℃，沸點為249℃．
②不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g；
③
請回答下列問題：
（1）儀器X的名稱是冷凝管，冷卻水應(yīng)從b口進(jìn)入（填“a”或“b”）．
（2）分離苯甲酸的操作中，冰水浴冷卻濾液的主要目的是使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結(jié)晶析出，制得的苯甲酸晶體中可能含有的雜質(zhì)是KCl，為進(jìn)一步提純，應(yīng)采用的方法是重結(jié)晶．
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是+2NaOH-→HCOONa++H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常用儀器的名稱來解答；冷凝回流時，冷水應(yīng)從下口進(jìn)，上口出；
（2）不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，溫度降低溶解度減小，依據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知，加入鹽酸和生成的氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀減壓過濾會析出氯化鉀，依據(jù)溶解度隨溫度變化不同，可以采取重結(jié)晶的方法提純；
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鹽，說明結(jié)構(gòu)不同和苯甲酸為同分異構(gòu)體，和堿反應(yīng)生成兩種鹽，則為甲酸酚氧酯．

解答 解：（1）由實驗裝置圖可知A為（球形）冷凝管；冷凝回流時，圖甲冷水應(yīng)從b口進(jìn)水；
故答案為：冷凝管，b；
（2）不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，溫度降低溶解度減小，依據(jù)溶解度隨溫度變化不同，可以采取重結(jié)晶的方法提純，分離苯甲酸的操作中，冰水浴冷卻濾液的主要目的是使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結(jié)晶析出，依據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知，加入鹽酸和生成的氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀減壓過濾會析出氯化鉀，制得的苯甲酸晶體中可能含有的雜質(zhì)是KCl，為進(jìn)一步提純，應(yīng)采用的方法是重結(jié)晶，
故答案為：使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結(jié)晶析出，KCl，重結(jié)晶；
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鹽，說明結(jié)構(gòu)不同和苯甲酸為同分異構(gòu)體，和堿反應(yīng)生成兩種鹽，則為甲酸酚氧酯，和氫氧化鈉溶液反應(yīng)水解生成苯酚鈉和甲酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：+2NaOH-→HCOONa++H₂O，
故答案為：+2NaOH-→HCOONa++H₂O．

點評 本題考查了有機(jī)物質(zhì)的制備方法和實驗分析判斷，主要是題干信息的應(yīng)用和物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．