题目内容
【题目】甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下:
实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100℃时,反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯.
(1)实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有、烧杯;操作Ⅱ的名称为 .
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是 .
(3)在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,其原因是;如图2所示抽滤完毕,应先断开橡皮管.
(4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10﹣3 mol.产品中苯甲酸质量分数为 .
【答案】
(1)分液漏斗;蒸馏
(2)过量的高锰酸钾氧化盐酸,产生氯气
(3)得到较大的苯甲酸晶粒,便于抽滤;抽气泵和安全瓶
(4)96%
【解析】解:一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯,苯甲酸能溶于水,甲苯不溶于水,互不相溶的液体采用分液方法分离,根据实验目的知,从而得到有机层和水层,有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸,有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A,A是甲苯,将水层盐酸酸化再蒸发浓缩,根据苯甲酸的溶解度知,得到的固体B是苯甲酸,(1)分离互不相溶的液体采用分液方法,根据流程图中,水层和有机层不互溶,所以可以采用分液方法分离,要用分液漏斗,有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采用蒸馏方法分离, 所以答案是:分液漏斗;蒸馏;(2)如果滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,将高锰酸钾还原,否则浓盐酸可能被氧化成氯气,
所以答案是:过量的高锰酸钾氧化盐酸,产生氯气;(3)在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,可以得到较大的苯甲酸晶粒,便于抽滤,抽滤完毕,应先断开抽气泵和安全瓶之间的橡皮管,
所以答案是:得到较大的苯甲酸晶粒,便于抽滤;抽气泵和安全瓶;(4)设苯甲酸的物质的量浓度为x,则25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量=0.025xmol,
C6H5COOH+KOH→ | C6H5COOK+H2O |
1mol | 1mol |
0.025xmol | 2.40×10﹣3mol |
1mol:1mol=0.025xmol:2.40×10﹣3mol
x= =0.96,
则100mL苯甲酸中苯甲酸的质量=0.096mol/L×0.1L×122g/mol=1.1712g,
其质量分数= =96%,
所以答案是:96%.