苯甲酸钠是一种常见的食品防腐剂．实验室制备苯甲酸的反应装置如图.有关数据如表:相对分子质量熔点/℃沸点/℃溶解性甲苯92-94.9110.6难溶于水苯甲酸122122.13249微溶于水苯甲酸钠144-249.3易溶于水按下列合成步骤回答问题:(1)制备苯甲酸在三颈瓶中加入4mL甲苯和20mL稀硫酸.放入碎瓷片后.加热至沸腾.加入12.8g高锰酸钾.加热到甲苯层消失题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．

苯甲酸钠是一种常见的食品防腐剂．实验室制备苯甲酸的反应装置如图，有关数据如表：

	相对分子质量	熔点/℃	沸点/℃	溶解性
甲苯	92	-94.9	110.6	难溶于水
苯甲酸	122	122.13	249	微溶于水
苯甲酸钠	144	-	249.3	易溶于水

按下列合成步骤回答问题：
（1）制备苯甲酸
在三颈瓶中加入4mL甲苯和20mL稀硫酸，放入碎瓷片后，加热至沸腾，加入12.8g高锰酸钾，加热到甲苯层消失．将三颈瓶在冰水浴中冷却，分离出苯甲酸．
①球形冷凝管的作用是冷凝回流，其进水口是b（填“a”或“b”）．
②三颈瓶中反应的离子方程式

．
③分离苯甲酸选用的玻璃仪器是BCD（填标号）
A分液漏斗 B玻璃棒 C烧杯 D漏斗 E蒸馏烧瓶 F直形冷凝管
④分离出的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是K₂SO₄、MnSO₄，为进一步提纯，应采用的方法是重结晶．
（2）制备苯甲酸钠
控制温度为70℃，向三颈瓶中加入61.0g苯甲酸和适量的32%的碳酸钠溶液，充分反应后停止加热．在深色的溶液中加入活性炭，并将反应混合物过滤，得到无色透明的苯甲酸钠溶液，将滤液转入蒸发皿中，加热蒸发、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥制得苯甲酸钠晶体．
⑤控制温度为70℃的方法是水浴加热．
⑥加入活性炭的作用是吸附色素．
⑦若提纯得到46.8g苯甲酸钠．则苯甲酸钠的产率是65.0%．

分析（1）①甲苯易挥发，冷凝回流；采取逆流原理通入冷凝水；
②甲苯为酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，高锰酸根还原得到锰离子；
③苯甲酸微溶于水，常温下为晶体，采取过滤方法分离；
④反应得到溶液中含有硫酸锰、硫酸钾，硫酸锰、硫酸钾易溶于水，苯甲酸微溶于水，可以利用重结晶进行提纯；
（2）⑤控制温度为70℃，可以采取水浴加热；
⑥在深色的溶液中加入活性炭，并将反应混合物过滤，得到无色透明的苯甲酸钠溶液，说明活性炭吸附色素；
⑦根据苯甲酸计算苯甲酸钠的理论产量，产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%．

解答解：（1）①甲苯易挥发，冷凝管冷凝回流挥发的甲苯，减少损失；采取逆流原理通入冷凝水，充分冷凝，即从b口通入冷凝水，
故答案为：冷凝回流；b；
②甲苯为酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，高锰酸根还原得到锰离子，反应离子方程式为：，
故答案为：；
③苯甲酸微溶于水，常温下为晶体，采取过滤方法分离，需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，
故选：BCD；
④反应得到溶液中含有硫酸锰、硫酸钾，分离出的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是K₂SO₄、MnSO₄，硫酸锰、硫酸钾易溶于水，苯甲酸微溶于水，可以利用重结晶进行提纯，
故答案为：K₂SO₄、MnSO₄；重结晶；
（2）⑤控制温度为70℃，低于水的沸点，可以采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度，
故答案为：水浴加热；
⑥在深色的溶液中加入活性炭，并将反应混合物过滤，得到无色透明的苯甲酸钠溶液，说明活性炭吸附色素，
故答案为：吸附色素；
⑦61.0g苯甲酸完全转化可以生成苯甲酸钠质量为61g×$\frac{144}{122}$=72g，苯甲酸钠的产率=$\frac{46.8g}{72g}$×100%=65.0%，
故答案为：65.0%．

点评本题考查物质制备实验，涉及物质的分离提纯、仪器的使用、产率计算等，清楚原理是解答的关键，注意对题目信息的应用，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案

（1）工业上可用氨催化吸收法处理NO_x，反应原理如下：4xNH₃+6NO_x$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$（2x+3）N₂+6xH₂O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置（如图1）（所有支撑装置都未画出、有需要改进的地方）：
①装置A中发生反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②装置D中碱石灰的作用是除去气体中的水蒸气．
③存在的安全隐患是易发生倒吸，尾气含有氮氧化物污染空气．
（2）工业上也常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应．
NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂（Ⅰ）
2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂（Ⅱ）
①当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的值不可能是C（填字母）．
A． 1.9 B． 1.7 C． 1.2
②将1mol NO_x通入Na₂CO₃溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO₃^-、NO₂^-两种离子的物质的量随x变化关系如图2所示：图中线段b表示NO₃^-随x值变化的关系；若用溶质质量分数为26.5%的 Na₂CO₃溶液吸收，则需要Na₂CO₃溶液至少200g．
③用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加40g，则NO_x中的x值为$\frac{7}{4}$．
（3）氨催化吸收法和Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x尾气共同的优点是：将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染．

19．现有物质的量浓度均为 0.1mol•L ^-1 的下列五种物质的溶液：
①HCl ②H₂SO₄③CH₃COOH ④NH₄Cl ⑤NaOH．
下列有关说法正确的是（　　）

	A．	其溶液中由水电离出的c（H⁺）的大小关系是 ①=②＞③＞④＞⑤
	B．	其溶液中由水电离出的（H⁺）的大小关系是 ④＞③＞①=⑤＞②
	C．	上述溶液中能能促进水的电离是②＞①=＞⑤＞③
	D．	上述溶液中能促进水的电离是只有④

3．在平板电视显示屏生产过程中产生的废玻璃粉末中含有二氧化铈（CeO₂）．
（1）在空气中煅烧Ce（OH）CO₃可制备CeO₂，该反应的化学方程式4Ce（OH）CO₃+O₂=4CeO₂+4CO₂+2H₂O
（2）已知在一定条件下，电解熔融状态的CeO₂可制备Ce，写出阴极的电极反应式Ce⁴⁺+4e^-=Ce；
（3）某课题组以上述废玻璃粉末（含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物质）为原料，设计如图1流程对资源进行回收，得到Ce（OH）₄和硫酸铁铵．

①得到滤渣B时，需要将其表面杂质洗涤干净．检验滤渣B已经洗涤干净的方法是取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化，加入氯水若不变红色，证明洗涤干净．
②反应（1）的离子方程式为2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
③操作I的名称是冷却结晶
④如图2，氧化还原滴定法测定制得的Ce（OH）₄产品的纯度．

该产品中Ce（OH）₄的质量分数为97.10%（保留小数点后两位）．若滴定所用FeSO₄溶液已在空气中露置了一段时间，则测得该Ce（OH）₄产品的纯度偏高（“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

10．已知：硼镁矿主要成分为Mg₂B₂O₅•H₂O，硼砂的化学式为Na₂B₄O₇•10H₂O．利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：

回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为+3，将硼砂溶于热水后，常用稀H₂SO₄调pH=2～3制取H₃BO₃，该反应的离子方程式为B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃．
（2）MgCl₂•7H₂O需要在HCl氛围中加热，其目的是抑制MgCl₂的水解．若用惰性电极电解MgCl₂溶液，其阴极反应式为2H₂O+Mg²⁺+2e^-=H₂↑+Mg（OH）₂↓．
（3）镁-H₂O₂酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H₂O₂+2H⁺═Mg²⁺+2H₂O，则正极反应式为H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O．常温下，若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时，溶液中Mg²⁺浓度为0.045 mol•L^-1_．当溶液pH=6时，没有（填“有”或“没有”）Mg（OH）₂沉淀析出（已知K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12）．
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI₃，BI₃加热分解可以得到纯净的单质硼．现将0.020g粗硼制成的BI₃完全分解，生成的I₂用0.30mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液18.00mL．该粗硼样品的纯度为97.2%（提示：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）（结果保留一位小数）．

20．某工厂废弃的钒渣中主要含V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂等，现从该钒渣回收V₂O₅的工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）（NH₄）₂V₆O₁₆中钒（V）的化合价为+5，①中废渣的主要成分是SiO₂．
（2）工艺中反萃取所用的X试剂为稀硫酸．
（3）②、③的变化过程可简化为（其中R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：R₂（SO₄）_n（水层）+2nHA（有机层）?2RAn（有机层）+nH₂SO₄（水层），为提高②中萃取效率，应采取的措施是加入碱（具体碱均可）中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取．
（4）请完成④中的反应离子方程式：1ClO₃^-+6VO²⁺+6H⁺=6VO³⁺+1Cl^-+3H₂O．
（5）成品V₂O₅可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：10Al+3V₂O₅$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al₂O₃．
（6）将两个全钒液流储能电池串联后作为电源，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl₂被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，装置如图：

b为电解池的阳极，全钒液流储能电池正极的电极反应式为VO₂⁺+e^-+2H⁺=VO²⁺+H₂O．

7．硫酸亚铁铵晶体[化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•zH₂O]呈浅绿色，易溶于水，不溶于酒精，是一种重要的化学试剂．某化学兴趣小组设计以下实验制备并定量测定其组成．
已知：

温度、溶解度、物质	（NH₄）₂SO₄	FeSO₄•7H₂SO₄	硫酸亚铁铵晶体
10	73.0	40.0	18.1
20	75.4	48.0	21.1
30	78.0	60.0	24.5
40	81.0	73.3	27.9
50	84.5	-	31.3
70	91.9	-	38.5

Ⅰ．硫酸亚铁铵晶体的制备（如图所示）
（1）Na₂CO₃溶液能用于除油污的原因是（用离子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（2）加入适量（NH₄）₂SO₄后，经加热浓缩、冷却结晶、过滤就能得到硫酸亚铁铵晶体的原因是相同温度下，硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度小于（NH₄）₂SO₄、FeSO₄•7H₂O．
（3）用无水乙醇除去硫酸亚铁铵晶体表面的水分，而不能在空气中直接烘干的原因是防止在加热过程中晶体失去结晶水及被氧化．
Ⅱ．定量测定硫酸亚铁铵晶体的组成
步骤1：结晶水的测定
（4）准确称量47.040g纯净的硫酸亚铁铵晶体并隔绝空气加热至恰好失去结晶水，称得剩余固体34.080g，则n（结晶水）=0.72mol．再将全部剩余固体溶于水配成250mL溶液．
步骤2：Fe²⁺的测定
（5）取25.00mL步骤1中所配溶液于锥形瓶中，将0.1000mol/L 酸性高锰酸钾标准溶液装入
酸式滴定管中进行滴定，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定至终点的现象是滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液变为紫红色，且半分钟不恢复原色，共计消耗酸性高锰酸钾标准溶液24.00mL．
步骤3：SO₄^2-的测定向25.00mL步骤1中所配溶液中加入足量BaCl₂溶液后，经过滤、洗涤、干燥后，称量沉淀质量为5.592g．
步骤4：计算
（6）x：y：z=1：1：6．

4．

氧元素性质活泼，在众多的含氧化合物中氧元素显-2价，但也能形成一定数量的显正价的化合物．
（1）OF₂是一种棕黄色有恶臭的气体，有极强的氧化性．
①OF₂中氧元素的化合价为+2．
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、盐等物质，相应反应的化学方程式为2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂．
（2）过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H₂O₂．
①研究表明，H₂O₂相当于二元弱酸，则它的一级电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-，已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3mol，其K₁≈1.67×10　^-12．则该温度下H₂O₂中c（H⁺）约为9×10^-6mol/L，写出它与足量Ba（OH）₂反应的化学方程式为Ba（OH）₂+H₂O₂=2H₂O+BaO₂．
②乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可以用如图表示，写出此过程的总反应方程式H₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$H₂O₂．
③空气阴极法制备H₂O₂是一种环境友好型、节能型制备方法，电解总方程式3H₂O+3O₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3H₂O₂+O₃，则阳极上电极反应式为2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺．
（3）氧也能与钾元素形成K₂O、K₂0₂、KO₂、KO₃等氧化物，其中KO₂是一种比Na₂O₂效率高的供氧剂，写出它与CO₂反应的化学方程式4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．

5．五种短周期元素在周期表中的位置如图所示，其中R元素原子的最外层电子数等于其电子层数的2倍，下列判断正确的是（　　）

	X	Y
Z		M	R

	A．	元素的非金属性次序为：Y＞X＞M
	B．	气态氢化物稳定性：M＞R
	C．	Z的氧化物可以做光导纤维
	D．	最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞X

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