题目内容
【题目】苯甲酸(C6 H 5COOH)是一种重要的化工原料，广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸的步骤如下：
步骤一：在如图甲所示装置的三颈瓶中加入2.7mL甲苯(2.3g)、100mL水和2～3片碎瓷片，开动电动搅拌器，a中通入流动的水，在石棉网上加热至沸腾，然后分批加人8.5g高锰酸钾，在100℃时，继续搅拌约4~5h，再停止反应。
步骤二：将反应后的混合液过滤，滤液用浓盐酸酸化后用图乙所示的装置抽滤得粗产品。
步骤三：将粗产品进行重结晶即得纯品苯甲酸。
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表：
（1）仪器A的名称为___________，其出水口是___________(填“a”或“b”)。
（2）步骤一中，应在三颈瓶中观察到_________________________________的现象时才停正反应。
（3）反应结束时，测得三颈瓶中混合液为碱性，则三颈瓶内发生反应的化学方程式为_________________________________(在本实验条件下，高锰酸钾的还原产物是MnO2)
（4）步骤二中抽滤的优点是____________________________________________。
（5）如图乙所示抽滤完毕时，应先断开______________________之间的橡皮管。
（6）步骤二中，如果滤液呈紫色，要先加KHSO3，原因是______________________。
（7）若提纯得到2.9g苯甲酸，则甲酸的产率是___________%。(保留到小数点后一位)
【答案】球形冷凝管 b 甲苯层消失、回流液不再出现油珠 
过滤速度快，得到的固体水分少 抽气汞和安全瓶 过量的高锰酸钾会氧化盐酸，产生氯气 95.1
【解析】
（1）仪器A的名称为球形冷凝管，冷凝时逆流原理可以增强冷凝效果；
（2）当甲苯完全反应时，不会再出现分层，而且冷凝回流的物质中不在存在甲苯；
（3）甲苯与易溶于水的高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾、二氧化锰和水；
（4）抽滤相对于过滤而言过滤速度比普通过滤要快；
（5）抽滤完毕时，应停止通入自来水，不再进行抽气操作；
（6）由于高锰酸钾具有强氧化性，能够将盐酸氧化生成有毒的氯气；
（7）依据甲苯的量计算理论量，再计算产率。
（1）仪器A的名称为球形冷凝管，有机物易挥发，仪器A能冷凝回流蒸汽，防止甲苯的挥发而降低产品产率，为增强冷凝效果，进水口为a，出水口为b，故答案为：球形冷凝管；b；
（2）由题给信息可知，反应结束时，测得三颈瓶中混合液为碱性，说明步骤一甲苯被易溶于水的高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾，甲苯难溶于水，苯甲酸钾易溶于水，当甲苯完全反应时，不会再出现分层，而且冷凝回流的物质中不在存在甲苯，故答案为：甲苯层消失、回流液不再出现油珠；
（3）由题意，步骤一甲苯与易溶于水的高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾、二氧化锰和水，反应的化学方程式为：
，故答案为：；
（4）抽滤相对于过滤而言过滤速度比普通过滤要快，得到的微溶于水的苯甲酸固体中的水分少，故答案为：过滤速度快，得到的固体水分少；
（5）抽滤完毕时，应停止通入自来水，不再进行抽气操作，断开抽气汞和安全瓶之间的橡皮管，故答案为：抽气汞和安全瓶；
（6）由于高锰酸钾具有强氧化性，能够将盐酸氧化生成有毒的氯气，为防止过量的高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，应加入还原性强的KHSO3与高锰酸钾反应，防止生成氯气，故答案为：过量的高锰酸钾会氧化盐酸，产生氯气；
（7）由方程式可知，2.3g甲苯理论上可以生成
=3.05g苯甲酸，则甲酸的产率是
≈95.1%，故答案为：95.1。
文敬图书课时先锋系列答案
