题目内容

7．苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其它食品的抑菌剂，也可广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，制备流程为：甲苯$\stackrel{高锰酸钾}{→}$苯甲酸钾$\stackrel{盐酸}{→}$苯甲酸

操作步骤如下：①将一定量的甲苯和碱性KMnO4溶液加热至沸腾，并冷凝回流至混合液不再分层．②反应停止后，将反应混合液过滤，滤渣为黑色固体；得到的滤液如果呈紫色，可加入少量的饱和亚硫酸钠溶液使紫色褪去，重新过滤．③将②中所得滤液经一系列操作得到苯甲酸晶体．
已知：苯甲酸相对分子质量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；
（1）该实验合成苯甲酸钾可能用到的下列仪器有A C．
A．圆底烧瓶   B．蒸馏烧瓶  C．冷凝管  D．温度计
（2）第①步中被回流的主要物质是甲苯．
（3）写出滴加饱和亚硫酸钠溶液时的离子方程式2MnO4-+H2O+3SO32-=2MnO2↓+2OH-+3SO42-．
（4）步骤③得到苯甲酸晶体应进行操作是A C D B（按操作顺序填正确答案序号）．
A．酸化 B．过滤C．蒸发浓缩  D．冷却结晶．

分析 （1）从操作步骤中可以得到甲苯和碱性高锰酸钾应在圆底烧瓶中进行加热，冷凝回流时需要冷凝管．
（2）第①步中甲苯沸点较低，加热时易挥发，故在第①步中主要是对甲苯进行回流．
（3）亚硫酸钠中硫元素可以被高锰酸钾氧化，通过现象可以判断在碱性条件下高锰酸钾的还原产物MnO2，根据氧化还原反应原理可得反应为：2MnO4-+H2O+3SO32-=2MnO2↓+2OH-+3SO42-；
（4）步骤②中得到的是苯甲酸钾，经酸化可以得到苯甲酸，苯甲酸的溶解度在较高的温度下比较大，故应在较高的温度下使苯甲酸形成饱和溶液，然后再冷却结晶形成固体，最后过滤得到苯甲酸晶体．

解答 解：（1）液体混合物加热制取物质应该使用的仪器是圆底烧瓶；将产生的蒸气冷凝的装置是冷凝器，因此该实验合成苯甲酸钾可能用到的仪器是A、C；
故答案为：AC；
（2）在常温下甲苯是液体，苯甲酸是固体，第①步中甲苯沸点较低，加热时易挥发，故在第①步中主要是对甲苯进行回流；
故答案为：甲苯；
（3）KMnO4溶液有氧化性，而亚硫酸钠溶液有还原性，二者会发生氧化还原反应，亚硫酸钠中硫元素可以被高锰酸钾氧化，通过现象可以判断在碱性条件下高锰酸钾的还原产物MnO2，根据氧化还原反应原理可得反应为：2MnO4-+H2O+3SO32-=2MnO2↓+2OH-+3SO42-；
故答案为：2MnO4-+H2O+3SO32-=2MnO2↓+2OH-+3SO42-；
（4）步骤②中得到的是苯甲酸钾，经酸化可以得到苯甲酸，苯甲酸的溶解度在较高的温度下比较大，由于该物质的溶解度随温度的升高而增大，故应在较高的温度下使苯甲酸形成饱和溶液，然后再冷却结晶形成固体，最后过滤得到苯甲酸晶体，故正确的操作步骤为：A C D B；
故答案为：A C D B．

点评 本题考查了氧化还原反应原理，化学实验仪器的基本使用，物质的分离步骤、制取方法和仪器的选择，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．取少量Fe2O3粉末（红棕色）加 入适量盐酸，发生反应的化学方程式：Fe2O3 +6HCl=2FeCl3 +3H2O，反应后得到的溶液呈黄色．用此溶液分别做如下实验：
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此反应属于复分解反应．
（2）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即制得Fe（OH）3胶体
（3）取另一只小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mL FeCl3溶液，振荡均匀后，将此烧杯（编号甲）与盛有Fe（OH）3胶体的烧杯（编号乙）一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到乙烧杯中的液体产生丁达尔效应．这个实验可以用来区别胶体和溶液．
（4）取乙烧杯中少量Fe（OH）3胶体置于试管中，向试管中滴加一定量的稀HI溶液，边滴加边振荡，会出现一系列变化．
①先出现红褐色沉淀，原因是加入电解质后，胶体发生聚沉．
②随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
③最后溶液颜色加深，原因是2Fe3++2I-═I2+2Fe2+．（用离子方程式表示）．
18．下列各有机物，互为同系物的是（　　）
A．油酸与硬脂酸B．丙烯酸（CH2CHCOOH）与油酸
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（5）装置丁是电泳装置，可以观察到Y极附近颜色变深，原因是X附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶粒带正电荷．
2．烃是（　　）
A．含有碳、氢元素的有机物B．含有碳元素的化合物
C．完全燃烧只生成CO2和H2O的有机物D．仅由碳、氢两种元素组成的有机物
12．西维因是一种高效低毒杀虫剂，在碱性条件下可水解：则下列说法正确的是（　　）
A．西维因是一种芳香烃
B．西维因分子中所有碳原子一定共面
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19．下列化合物的电子式书写正确的是（　　）
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16．周期表中前七周期元素的种类如下：
周    期1234567
元素种类28818183232
请你寻找规律，预言第8周期最多可能包含的元素种类为（　　）
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4．某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用图1所示的装置进行实验：

请回答下列问题：
（1）B是用来收集实验中产生气体的装置，但未将导管画全，请将装置图补充完整．
（2）实验中他们取6.4g铜片和12mL 18mol•L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余．
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②下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是D（填写字母编号）．
A．硫酸钠溶液      B．氯化钡溶液      C．银粉        D．碳酸钠溶液
（3）为了测定剩余硫酸的物质的量浓度，该小组设计了以下三种实验方案．
说明方案二不可行的原因，计算方案三中测定的剩余硫酸的物质的量浓度：
①方案一：将装置A产生的气体缓缓通过已称量的装有碱石灰的干燥管，反应停止后再次称量，两次质量差即是吸收的二氧化硫的质量．请判断方案一是否可行不可行；
②方案二：将装置A产生的气体缓缓通入足量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液，再加入足量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥，称得沉淀的质量即二氧化硫转化为硫酸钡沉淀的质量．说明方案二不可行的原因沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的；
③方案三：当铜和浓硫酸的反应结束后，在装置A中加入足量的锌粉，用排水法测得产生氢气的体积为V L（已换算为标准状况）．计算：剩余硫酸的物质的量浓度为（假设反应后溶液的体积仍为12mL）$\frac{V}{22.4×0.012}$mol/L．
（4）如图2所示，某同学改进上述实验装置，先关闭活塞a，加热至烧瓶中不再有气泡产生时，再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入烧瓶，铜片慢慢减少直至完全消失．
写出上述过程打开活塞a后A装置中所发生的化学反应方程式2Cu+2H2SO4+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O（或2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H2SO4═CuSO4+2H2O）．

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