Question

苯甲醛在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛。

试回答下列问题：
（1）Mn₂O₃氧化甲苯的反应中需要不断搅拌，搅拌的作用是______________。
（2）甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离。该过程需将混合物冷却，其目的是_________。
（3）实验过程中，可循环使用的物质分别为_________、_________。
（4）实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作I是_________，其原理是_________。
（5）实验中发现反应时间不同苯甲醛的产率也不同（数据见下表）。

请结合苯甲醛的结构，分析当反应时间过长时，苯甲醛产率下降的原因：____________。

Answer 1

（1）使反应物充分接触，增大反应速率；

（2）降低MnSO₄的溶解度；

（3）稀硫酸，甲苯；

（4）蒸馏，利用甲苯和苯甲醛的沸点差异使两者分离；

（5）部分苯甲醛被氧化成苯甲酸。

【试题分析】
本题以从甲苯制取苯甲醛考查了同学们对提高催化剂催化效率、加快反应速率、物质循环使用、提高化工产率的方法、化学基本实验操作等知识的掌握情况。甲苯氧化的反应为CH₃+2Mn₂O₃+4H₂SO₄CHO+4MnSO₄+5H₂O，故反应后得到的混合物中含有甲苯、苯甲醛、硫酸锰、水和多余的硫酸等，反应过程中要不断地加热，同时由于Mn₂O₃是不溶于水的粉末，为了扩大接触面积达到加快反应的目的，氧化过程中需要不断搅拌；过滤的目的是将未反应的Mn₂O₃和生成的硫酸锰分离出去，降温可以减小MnSO₄的溶解度，有利于其以晶体的形式析出；油水分离的方法是分液，水相是稀硫酸溶液，可以循环使用，油相是甲苯和苯甲醛的混合物，用蒸馏的方法可使两者分离，甲苯可以循环使用，苯甲醛则是产品。