题目内容

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______,操作Ⅱ为______.
(2)无色液体A是______,定性检验A的试剂是______,现象是______
______.
(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,______
______
得到白色晶体和无色溶液
②取少量滤液于试管中,______生成白色沉淀滤液含Cl-
③干燥白色晶体,____________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的计算表达式为______,计算结果为______(保留二位有效数字).

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: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有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)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%;
故答案为:×100%; 96%
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;
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
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(2012?广东)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
分液
,操作Ⅱ为
蒸馏
蒸馏
.
(2)无色液体A是
甲苯
甲苯
,定性检验A的试剂是
酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液
,现象是
紫色溶液褪色
紫色溶液褪色

删去此空
删去此空
.
(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
冷却

过滤
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
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
加热使其融化,测其熔点
熔点为122.4℃
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的计算表达式为
2.4×10-3mol×4×122g/mol
1.22g
×100%;
2.4×10-3mol×4×122g/mol
1.22g
×100%;
,计算结果为
96%
96%
(保留二位有效数字).

苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸(KMnO4中性条件下还原产物为MnO2,酸性条件下为Mn2+)

已知:苯甲酸相对分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 go。

实验流程:

①往装置A中加入2.7mL (2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍过量的KMnO4固体,控制反应温度约在100℃,当甲苯层近乎消失,回流不再出现油珠时,停止加热。

②将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液与洗涤液,冷却后加入浓盐酸,经操作I得白色较干燥粗产品。

③纯度测定:称取1.220g白色样品,配成100mL、甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示列举

请回答:

(1)装置A的名称????????? 。若不用温度计,本实验控制反应温度的措施为?????????? 。

(2)白色粗产品中除了KCl外,其他可能的无机杂质为____???????????? 。

(3)操作I的名称?????????????????????????????????? 。

(4)步骤③中用到的定量仪器有?????????????? ,100mL容量瓶,50mL酸式、碱式滴定管。

(5)样品中苯甲酸纯度为??????????????????????????? 。

(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果??? (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

 

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:

            CH3 + 2KMnO4  Δ            COOK + KOH + 2MnO2  + H2O

            COOK + HCl              COOH + KCl

操作Ⅱ

 

①无水Na2SO4干燥

②过滤

 
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。

过滤

 

无色液体A

 

有机相

 

滤液

 

反应混合物

 

操作Ⅰ

 
                                

白色固体B

 

①蒸发浓缩

②冷却,过滤

 

浓盐酸酸化

 

 


已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g;纯净固体有机物都有固定熔点。

(1)操作Ⅰ为             ,操作Ⅱ为                。

(2)无色液体A是            ,定性检验A的试剂是               ,现象是                

                                                                           。

(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,  

                                  

得到白色晶体和无色溶液

②

取少量滤液于试管中,              

生成白色沉淀

滤液含Cl—

③

干燥白色晶体,                    

                    

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的计算表达式为                            ,计算结果为                   (保留二位有效数字)。

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