Question

（14分）芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。

反应原理：

反应试剂、产物的物理常数：

名称	相对分 子质量	性状	熔点	沸点	密度	溶解度
水	乙醇	乙醚
甲苯	92	无色液体易燃易挥发	-95	110.6	0.8669	不溶	易溶	易溶
苯甲酸	122	白色片状或针状晶体	122.4	248	1.2659	微溶	易溶	易溶

主要实验装置和流程如下：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时， 反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

（1）无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ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，加亚硫酸氢钾的目的是 。

（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。

A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀

B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触

C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法

D．冷凝管中水的流向是下进上出

（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ，分液，水层再加入 ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。

（5）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2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。

 

Answer 1

（14分）（1）（2分） 蒸馏（2分）

（2）除去未反应的高锰酸钾氧化剂，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；（2分） （3）ABD （2分）漏选得一分,错选不得分

（4） NaOH溶液（2分） 浓盐酸酸化（2分） （5） 96% （2分）

【解析】

试题分析：（1）依据流程和推断可知，无色液体A为甲苯，结构简式为；一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯；所以操作Ⅰ是分离出有机相甲苯，用分液方法得到；操作Ⅱ是蒸馏的方法控制甲苯沸点得到纯净的甲苯液体；

（2）滤液呈紫色，说明还含有酸性高锰酸钾溶液。高锰酸钾检验氧化性，能氧化盐酸生成氯气，因此利用亚硫酸氢钾的还原性还原高锰酸钾，即加亚硫酸氢钾的目的是除去未反应的高锰酸钾氧化剂，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；

（3）A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，A正确；B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，以防止玻璃仪器的破损，B正确；C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法不易控制温度，一般采用水浴加热，C错误；D．冷凝管中水的流向是下进上出，D正确，答案选ABD。

（4）苯甲酸能与氢氧化钠溶液反应，而甲苯不能，所以除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入氢氧化钠溶液，分液，水层再加入浓盐酸酸化即得到苯甲酸，最后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。

（5）称取1.220g产品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol，苯甲酸是一元弱酸和氢氧化钾1：1反应，所以物质的量相同，注意溶液体积变化计算样品中 苯甲酸的物质的量，计算质量分数；样品中苯甲酸质量分数＝×100%＝96%。

考点：考查物质性质的实验分析判断，物质分离条件，试剂选择，操作步骤的理解应用，样品纯度的计算