苯甲酸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.反应原理:实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应.按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．已知:苯甲酸分子量122.熔点122.4℃.在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g,纯净固体有机物都有固定熔点．(1)操作Ⅰ为分液.操� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．苯甲酸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，反应原理：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO₄溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．

已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物都有固定熔点．
（1）操作Ⅰ为分液，操作Ⅱ为蒸馏．
（2）无色液体A是甲苯，定性检验A的试剂是酸性KMnO₄溶液，现象是紫色溶液褪色．
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确．请在答题卡上完成表中内容．

序号	实验方案	实验现象	结论
①	将白色固体B加入水中，加热溶解，冷却、过滤	得到白色晶体和无色溶液	-----------------
②	取少量滤液于试管中，滴入适量的硝酸酸化的AgNO₃溶液	生成白色沉淀	滤液含Cl^-
③	干燥白色晶体，加热使其融化，测其熔点	熔点为122.4℃	白色晶体是苯甲酸

（4）纯度测定：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，产品中苯甲酸质量分数为96%（保留二位有效数字）．

分析（1）依据流程分析混合物分离的实验方法和操作步骤；
（2）依据分离试剂和过程可知，有机相中主要是为反应的甲苯，甲苯是苯的同系物，可以被高锰酸钾溶液氧化；
（3）结合反应化学方程式中生成的产物和流程中分离步骤分析，白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物；依据苯甲酸熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；先检验苯甲酸的检验再检验氯化钾的存在；
（4）苯甲酸和KOH溶液发生酸碱中和反应，根据苯甲酸和KOH之间的关系式计算苯甲酸的质量，从而计算苯甲酸的质量分数，苯甲酸是一元弱酸和氢氧化钾1：1反应．

解答解：（1）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；故答案为：分液，蒸馏；
（2）依据流程和推断可知，无色液体A为甲苯，检验试剂可以用酸性高锰酸钾溶液，甲苯被氧化为苯甲酸，高锰酸钾溶液紫色褪去；
故答案为：甲苯，酸性KMnO₄溶液，紫色溶液褪色；
（3）通过测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，氯化钾可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；利用不同温度下的溶解度，分离混合物，得到晶体后通过测定熔点判断是否为苯甲酸；
故答案为：

序号	实验方案	实验现象	结论
①	冷却、过滤
②	滴入适量的硝酸酸化的AgNO₃溶液
③	加热使其熔化，测其熔点；

（4）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=$\frac{2.4×1{0}^{-3}mol×4×122g/mol}{1.22g}$×100%=96%；
故答案为：96%

点评本题考查了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，物质成分的实验设计方案、步骤、试剂，样品纯度的计算，题目难度中等．

练习册系列答案

	A．	镁的金属性比铝弱
	B．	镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应
	C．	镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应
	D．	镁和铝的工业制法都是通过电解他们对应的氧化物

18．化工厂用来检查氯气管道是否漏气的反应为：3Cl₂+8NH₃→N₂+6NH₄Cl．
（1）在该反应中，被还原的元素是Cl；作为还原剂的物质是NH₃．
（2）在方程式上标出电子转移的方向和数目．
（3）若标准状况下有33.6LCl₂参加反应，则被氧化的NH₃的物质的量为1mol．
（4）已知当氨气不足量时，反应产物是N₂和HCl．若某次反应所得产物中，NH₄Cl和HCl的物质的量相等，则参加反应的Cl₂和NH₃的物质的量之比为3：5．

2．某化学研究性学习小组对含有杂质的铜粉进行分析（杂质不与稀硝酸反应）．取2.4g样品与20mL的稀硝酸充分反应，生成气体为448mL（已换算为标准状况下）．
（1）该样品中所含杂质的质量为0.48g．
（2）反应后的溶液中氢离子的浓度为4mol/L（上述反应前后体积不变），现用2mol/L的NaOH溶液滴加至铜离子恰好全部转化为Cu（OH）₂沉淀，需消耗NaOH溶液的体积为100mL．

12．

甲醚（CH₃OCH₃）被称为21试剂的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455kJ/mol，甲醚可作燃料电池的燃料．
（1）写出甲醚燃烧的热化学方程式CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol；已知H₂（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8kJ/mol、393.5kJ/mol；计算反应4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）═2CH₃OCH₃（g）的△H=-378.8kJ/mol．
（2）工业上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反应如下：6H₂（g）+2CO₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H＜0
①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应，下列能判断反应达到化学平衡状态的是AD（选填编号）．
A．c（H₂）与c（H₂O）的比值保持不变 B．单位时间内有2molH₂消耗时有1molH₂O生成
C．容器中气体密度不再改变 D．容器中气体压强不再改变
②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH₃OCH₃的产率将变小（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将变小．
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池的负极反应式为CH₃OCH₃+16OH^-12e^-=2CO^2-₃+11H₂O．
（4）常温下，用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示，请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象Y电极附近溶液中有气体产生，上部分呈黄绿色；当檀料电池消耗0，.28LO₂（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=14（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）．

19．下列实验的操作、现象和结论均正确的是

选项	实验操作	实验现象	实验结论
A	NaHCO₃溶液与NaAlO₂溶液混合	生成白色沉淀	结合H⁺的能力： CO₃^2-＜AlO₂^-
B	常温下，相同的铝片分别投入足量的稀、浓硫酸中	浓硫酸中铝片先溶解完	反应物浓度越大，反应速率越快
C	向2mL 2%的CuSO₄溶液中加入0.5mL 1%的NaOH溶液，振荡后加入几滴有机试剂X的溶液，加热	未出现砖红色沉淀	有机试剂X中不含醛基
D	2mL 0.1mol/L的NaOH溶液中滴加2滴0.1mol/L的MgCl₂溶液，再滴加2滴0.1mol/L的FeCl₃溶液	白色沉淀转化为红褐色沉淀	溶解度： Mg（OH）₂＞Fe（OH）₃