Question

【题目】实验室中制备对氯苯甲酸的反应以及装置如图所示：

常温下，物质的有关数据和性质如表所示：

	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm－3	颜色	水溶性
对氯甲苯	7.5	162	1.07	无色	难溶
对氯苯甲酸	243	275	1.54	白色	微溶
对氯苯甲酸钾	具有盐的通性，属于可溶性盐

实验步骤：在规格为250mL的仪器A中加入一定量的催化剂、适量KMnO4、100mL水；安装好装置，在滴液漏斗中加入6.00mL对氯甲苯，在温度为93℃左右时，逐滴滴入对氯甲苯；控制温度在93℃左右，反应2h，过滤，将滤渣用热水洗涤，使洗涤液与滤液合并，加入稀硫酸酸化，加热浓缩，冷却，然后过滤，将滤渣用冷水进行洗涤，干燥后称量其质量。

请回答下列问题：

(1)仪器A的名称为______________________。

(2)仪器B是冷凝管，其起到的主要作用是：________________，实验过程中，冷却水从________口。

(3)实验过程中两次过滤、洗涤操作，第一次过滤的滤渣成分为___________(填化学式)，洗涤该滤渣用热水，目的是_________________________________，第二次过滤后，洗涤滤渣用冷水，目的是______________________。

(4)过滤、洗涤操作中能用到的仪器是___________(填选项字母)。

a.烧杯 b.分液漏斗 c.锥形瓶 d.玻璃棒

(5)第一次过滤后的滤液中加入硫酸，出现的现象是___________。

(6)如图是温度对对氯苯甲酸产率的影响关系，最后干燥、称量得到的对氯苯甲酸的质量为___________(保留小数点后两位)。

Answer 1

【答案】三颈烧瓶 冷凝回流 a MnO2 减少对氯苯甲酸钾的损失 降低对氯苯甲酸中杂质的含量，减少对氯苯甲酸的溶解损失 ad 出现白色沉淀 6.59g

【解析】

根据实验装置信息结合实验过程分析解答；根据表格信息、图像信息分析解答；根据化学转化中的物质化学计量变化进行计算；一定量的对氯甲苯和适量KMnO4在93℃反应一段时间后停止反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，加入稀硫酸酸化，生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸属于可溶性盐，加热浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤滤渣得对氯苯甲酸．

一定量的对氯甲苯和适量KMnO4在93℃反应一段时间后停止反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，加入稀硫酸酸化，生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸属于可溶性盐，加热浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤滤渣得对氯苯甲酸。

(1)仪器A具有三个颈口，即三颈烧瓶，

故答案为：三颈烧瓶；

(2)冷凝管的作用主要是冷凝回流，冷凝管应该是a进水，b出水，使水与被冷凝物充分接触，故答案为：冷凝回流，a；

(3)对氯甲苯和适量KMnO4反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，所以第一步过滤得到滤渣MnO2，将滤渣用热水洗涤，可减小对氯苯甲酸钾的损耗；滤液中加入稀硫酸酸化，对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸微溶于水，热水洗涤可能增大对氯苯甲酸的溶解度使其损耗，用冷水进行洗涤既可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质还能减小对氯苯甲酸的损耗；

故答案为：MnO2；减少对氯苯甲酸钾的损失；降低对氯苯甲酸中杂质的含量，减少对氯苯甲酸的溶解损失；

(4) 过滤、洗涤操作中能用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

故答案为：ad；

(5) 滤液中加入稀硫酸酸化，对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸微溶于水，是白色沉淀，可观察到的实验现象是产生白色沉淀；

故答案为：出现白色沉淀；

(6)有图像可知，该反应在93℃时对氯苯甲酸的产率最高为83%，有信息提示可知，对氯甲苯与对氯苯甲酸的物质的量之比为1:1，所以n(对氯甲苯)=n(对氯苯甲酸)===0.051mol,m(对氯苯甲酸)= 0.051mol×156.5g/mol×83%=6.59g，

故答案为：6.59g。