Question

【題目】芳香酸是分子中羧基與苯環直接相連的一類有機物，通常用芳香烴的氧化來制備。反應原理如下：

反應試劑、產物的物理常數：

名稱	相對分子質量	性狀	熔點（℃）	沸點（℃）	密度（g/cm3）	水中的溶解性
甲苯	92	無色液體易燃易揮發	-95	110.6	0.8669	不溶
苯甲酸	122	白色片狀或針狀晶體	122.4	248	1.2659	微溶

主要實驗裝置和流程如下：

實驗方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液里于圖l 裝置中，在90℃時，反應一段時間后，

停止反應，按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應的甲苯。

（1）白色固體B中主要成分的分子式為________。操作Ⅱ為________。

（2）如果濾液呈紫色，需加入亞硫酸氫鉀，用離子方程式表示其原因__________。

（3）下列關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、溫度計等接觸

C．如圖 回流攪拌裝置應采用直接加熱的方法

D．冷凝管中水的流向是上進下出

（4）除去殘留在苯甲酸中的甲苯應先加入______，分液，然后再向水層中加入______，抽濾，洗滌，干燥即可得到苯甲酸。

（5）純度測定：稱取2.440g產品，配成100mL溶液，取其中25.00mL 溶液，進行滴定，消耗KOH物質的量為4.5×10-3mol。產品中苯甲酸質量分數為_______。

Answer 1

【答案】 C7H6O2 蒸餾 2MnO4 - +5HSO3- + H += 2 Mn2+ +5SO42- + 3H2O AB NaOH溶液 硫酸或濃鹽酸酸化 90%

【解析】(1)白色固體是苯甲酸，分子式為C7H6O2；有機層中物質互溶且沸點不同，所以可以采用蒸餾方法分離，則操作II為蒸餾；
(2)如果濾液呈紫色，說明高錳酸鉀過量，要先加亞硫酸氫鉀，除去未反應的高錳酸鉀，發生反應的離子方程式為2MnO4 - +5HSO3- + H += 2 Mn2+ +5SO42- + 3H2O；
(3)A．抽濾時，瓶中壓強較小，可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀，故A正確；B．為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計，因此不能與它們接觸，所以在攪拌時，攪拌棒下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸，故B正確；C．沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻，圖1回流攪拌裝置應采用水浴加熱的方法，故C錯誤；D．冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反，則冷凝管中水的流向是下進上出，故D錯誤；故答案為ABD；
(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應先加入，應該先加NaOH溶液，甲苯與NaOH不反應，苯甲酸與NaOH反應生成苯甲酸鈉，分液，苯甲酸鈉溶液中加鹽酸可以制得苯甲酸；
(5)設苯甲酸的物質的量濃度為x，則25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物質的量為0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 4.50×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：4.50×10-3mol
x==0.18，
則100mL苯甲酸中苯甲酸的質量=0.18mol/L×0.1L×122g/mol=2.196g，其質量分數==90%。