Question

【題目】苯甲酸微溶于水，熔點122.4℃、沸點248℃。實驗室用甲苯和高錳酸鉀溶液反應，方程式為C6H5—CH3+KMnO4C6H5—COOK，制得苯甲酸鉀，然后再酸化，制得苯甲酸。裝置如圖所示（部分夾持裝置已略去）：

（1）實驗時，把1.84 g C6H5—CH3和4.5 g KMnO4、適量蒸餾水加入三頸瓶，用攪拌器攪拌的目的是________________________。加熱至沸騰，冷凝管中的水應從_____口進（填“a”或“b”）。

（2）加熱一段時間后，直到甲苯層幾乎近于消失，回流液不再出現油珠，此時反應混合液仍為紫色，停止加熱，從分液漏斗慢慢加入適量飽和亞硫酸鈉溶液，實驗現象為________________________，該反應有一種堿、一種鹽和二氧化錳生成，化學方程式為________________________，該反應中氧化產物為__________（填化學式），若有1 mol二氧化錳生成，轉移_____mol電子。

（3）將反應混合物趁熱過濾，把濾液和洗滌液混合，冷卻，用濃鹽酸酸化，發生反應的化學方程式為：_____________________________。

（4）將苯甲酸洗滌、干燥、稱重，得1.71 g苯甲酸，本實驗中苯甲酸的產率為_____%（保留一位小數）。

Answer 1

【答案】（1）使不互溶的甲苯和高錳酸鉀溶液混合均勻，提高產率（2分） a（1分）

（2）瓶內紫色消失，同時產生黑色沉淀（2分）

2KMnO4+3Na2SO3+H2O2MnO2↓+3Na2SO4+2KOH（2分） Na2SO4（1分） 3（1分）

（3）C6H5—COOK+HCl(濃)C6H5—COOH+KCl（2分）

（4）70.1（3分）

【解析】（1）用攪拌器攪拌的目的是使甲苯和高錳酸鉀溶液混合均勻，提高產率；冷凝水應下進上出，保證冷凝效果；（2）亞硫酸鈉具有還原性，加入適量飽和亞硫酸鈉溶液是為了除去過量的高錳酸鉀，方程式為2KMnO4+3Na2SO3+H2O2MnO2↓+3Na2SO4+2KOH。根據化合價變化，該反應中氧化產物為Na2SO4。當有1 mol二氧化錳生成，轉移3 mol電子。（3）根據強酸制弱酸，可得方程式C6H5—COOK+HCl(濃)C6H5—COOH+KCl。（4）1.84 g甲苯的物質的量為0.02 mol，4.5 g KMnO4的物質的量為0.028 mol，故KMnO4過量，應按照甲苯的量進行計算。根據元素守恒，1 mol甲苯對應1 mol苯甲酸，1.84 g甲苯完全反應應生成2.44 g苯甲酸，現得1.71 g苯甲酸，本實驗中苯甲酸的產率為=70.1%。