Question

【題目】苯甲酸廣泛應用于制藥和化工行業，某同學嘗試用甲苯的氧化反應制備苯甲酸。反應原理：

己知甲苯的熔點為-95°C，沸點為110.6°C，易揮發，密度為0.866g/cm3；苯甲酸的熔點為122.4°C,在25°C和95°C下溶解度分別為0.3g和6.9g。

【制備產品】將30.0mL甲苯和25.0mLlmol/L高錳酸鉀溶液在100°C下反應30min，裝置如圖所示。

（1）圖中冷凝管的進水口為________(填“a”或“b”）。支管的作用是___________。

（2）在本實驗中，三領燒瓶最合適的容積___________(填字母）。

A．50mL

B．I00mL

C．200mL

D．250mL

相對于用酒精燈直接加熱，用沸水浴加熱的優點是___________________。

【分離產品】該同學設計如下流程分離粗產品苯甲酸和回收甲苯

（3）操作Ⅰ的名稱是 ；含有雜志的產物經操作Ⅱ進一步提純得無色液體甲苯，則操作Ⅱ的名稱是 。

（4）測定白色固體的熔點，發現其在115℃開始熔化，達到130℃時仍有少量不熔，該同學推測白色固體是苯甲酸與KCl的混合物，設計了如下方案進行提純和檢驗，實驗結果表明推測正確。請完成表中內容。

序號	實驗方案	實驗現象	結論
①	將白色固體加入水中，加熱溶解，______。	得到白色晶體和無色溶液
②	取少重濾液于試管中，________。	生成白色沉淀	濾液含Cl-
③	干燥白色晶體，________。	_____________________	白色晶體是苯甲酸

純度測定：稱取1.220g產品，配成100ml甲醇溶液，取25.00ml溶液，用0.1000mol/L KOH標準溶液滴定，重復滴定四次，每次消耗的體積如下表所示。

	第一次	第二次	第三次	第四
體積（mL）	24.00	24.10	22.40	23.90

（5）滴定操作中，如果對裝有KOH標準溶液的滴定管讀數時，滴定前仰視，滴定后俯視則測定結果______________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。計算樣品中苯甲酸純度為______________。

Answer 1

【答案】（1）a （1分） 平衡壓強，使甲苯順利滴入三頸燒瓶 （1分）

（2）B （1分） 便于控制溫度和使容器受熱均勻 （2分） （3）分液，蒸餾 （2分）

（4）①冷卻結晶，過濾 （2分） ②滴入稀HNO3和AgNO3溶液（1分）

③加熱使其熔化，并測其熔點（1分） 白色晶體在122.4℃左右完全融化（1分）

（5）偏小（1分） 96%（2分）

【解析】試題分析：（1）根據逆流的冷卻的效率高的原理可知，進水口應在冷凝管的下方a處，支管連接了恒壓滴液漏斗中的液體上、下方，使恒壓滴液漏斗中的液體上、下方的壓強相等，便于甲苯順利滴入三頸燒瓶；

（2）本實驗中用到的液體體積約為55mL，所以選擇100mL的三頸燒瓶，故選B，沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻；

（3）一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應一段時間后停止反應，按流程分離出苯甲酸和回收未反應的甲苯；所以操作Ⅰ是分離出有機相甲苯，用分液方法得到；操作Ⅱ是蒸餾的方法控制甲苯沸點得到純凈的甲苯液體；

（4）通過測定白色固體B的熔點，發現其在115℃開始熔化，達到130℃時仍有少量不熔，推測白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物，氯化鉀可以用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗氯離子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；利用不同溫度下的溶解度，分離混合物，得到晶體后通過測定熔點判斷是否為苯甲酸，所以實驗方案及現象為：

序號	實驗方案	實驗現象	結論
①	將白色固體B加入水中，加熱，溶解，冷卻結晶、過濾	得到白色晶體和無色溶液
②	取少量濾液于試管中，滴入適量的硝酸酸化的AgNO3溶液	生成白色沉淀	濾液含有Cl-
③	干燥白色晶體，加熱使其熔化，測其熔點；	白色晶體在122.4℃左右時完全熔化	白色晶體是苯甲酸

（5）滴定操作中，如果對裝有KOH標準溶液的滴定管讀數時，滴定前仰視，滴定后俯視則讀取的溶液的體積小于實際用掉的溶液的體積，所以測定結果偏小；苯甲酸純度=苯甲酸的質量/樣品的質量×100%=(2.4×103mol×4×122g/mol)/1.22g×100%=96%。