题目内容

2．苯甲酸应用广泛．实验室用甲苯的氧化制备苯甲酸，反应原理：
3─CH3+6KMnO4→3─COOK+6MnO2+3KOH+3H2O
─COOK+HCl→─COOH+KCl
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/g•cm-3溶解度
水乙醇乙醚
甲苯92无色液体易燃易挥发-95110.60.8669不溶易溶易溶
苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶易溶易溶
主要实验装置和流程如下（加热装置等略去）：
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，然后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为蒸馏．
（2）如果水层呈紫色，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）下列关于仪器的组装或者使用正确的是ABD．
A．图2是抽滤，容器B可以省略
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．图2中仪器A是布氏漏斗
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液，分液，水层再加入浓盐酸酸化，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸．
（5）证明白色固体B是纯净物测量白色固体B的熔点为122.4℃．
（6）证明苯甲酸是弱酸取0.01mol/L的苯甲酸溶液，测得pH＞2．

分析 一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水层盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）A是甲苯；分离互溶且沸点不同的液体采用蒸馏方法；
（2）如果滤液呈紫色，说明高锰酸钾过量，要先加亚硫酸氢钾，将高锰酸钾还原，否则浓盐酸可能被氧化成氯气；
（3）A．抽滤中可以直接接水泵；
B．为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触；
C．图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法；
D．抽滤中用布氏漏斗；
（4）甲苯与NaOH不反应，苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠，分液，苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸；
（5）根据纯净物有固定的熔沸点；
（6）根据弱酸部分电离；

解答 解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水层盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）A是甲苯，其结构简式为：；有机层中物质互溶且沸点不同，所以可以采用蒸馏方法分离，则操作II为蒸馏
故答案为：；蒸馏；
（2）如果滤液呈紫色，说明高锰酸钾过量，要先加亚硫酸氢钾，除去未反应的高锰酸钾，否则浓盐酸酸化时可能被高锰酸钾氧化成氯气，
故答案为：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．抽滤中可以直接接水泵，容器B可以省略，故A正确；
B．为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触，所以在搅拌时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故B正确；
C．沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀，图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法，故C错误；
D．抽滤中用布氏漏斗，即图2中仪器A是布氏漏斗，故D正确；
故选ABD；
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入，应该先加NaOH溶液，甲苯与NaOH不反应，苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠，分液，苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸，
故答案为：NaOH溶液；浓盐酸酸化；
（5）固体B是苯甲酸，有固定的熔点122.4℃；
故答案为：可以测量白色固体B的熔点为122.4℃；
（6）证明苯甲酸是弱酸是取0.01mol/L的苯甲酸溶液，测得pH＞2；
故答案为：取0.01mol/L的苯甲酸溶液，测得pH＞2．

点评 本题考查了实验方案设计、混合物的分离和提纯，侧重考查分析问题能力、计算能力，明确物质的性质是解本题关键，知道根据物质的性质选取合适的分离方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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已知：
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元素相关信息
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