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 |
(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 |
故答案为:
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.
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸,反应过程如下:
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甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
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物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm-3 |
在水中溶解性 |
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甲苯 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
难溶 |
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苯甲酸钾 |
121.5~123.5 |
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易溶 |
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苯甲酸 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
(1)将步骤①得到混合物加少量水,分离有机相和水相。有机相在 (填“上”或“下”)层;实验操作的名称是 。
(2)步骤②用浓盐酸酸化的目的是 。
(3)减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有 、 (填仪器名称)。
(4)已知温度越低苯甲酸的溶解度越小,但为了得到更多的苯甲酸晶体,重结晶时并非温度越低越好,理由是 。
(5)重结晶时需要趁热过滤,目的是 。
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:
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![]()
CH3 + 2KMnO4 Δ COOK + KOH + 2MnO2 + H2O
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COOK + HCl COOH + KCl
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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)。