【题目】苯甲酸(无色针状晶体,熔点122.4℃)可广泛用于医药、染料载体、香料等,实验室用甲苯和高锰酸钾制备苯甲酸。反应方程式如下:
+2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O
+HCl→+KCl
已知有关化合物的相关数据如表所示:
化合物 | 相对分子质量 | 密度(g/cm3) | 溶解性 | 沸点(℃) |
甲苯 | 92 | 0.87 | 难溶于水 | 110.0 |
苯甲酸钾 | 160 | — | 易溶于水 | — |
苯甲酸 | 122 | 1.26 | 微溶于水 | 248.0 |
苯甲酸在100g水中的溶解度0.18g(4℃),0.27g(18℃),2.2g(75℃)。
合成:如上图(固定及加热装置略去)所示,在三颈烧瓶中加入4.23mL甲苯和100mL蒸馏水,瓶口装上温度计、电动搅拌器、冷凝管,慢慢开启电动搅拌器,加热至沸腾。经冷凝管上口分批加入21.30g高锰酸钾(过量),继续煮沸至甲苯层消失,回流液中不再出现油珠为止,得到反应混合物。
对反应混合物进行分离:①趁热过滤→②洗涤滤渣→③合并滤液和洗涤液→④冷却→⑤盐酸酸化→⑥过滤。
对粗产品苯甲酸进行提纯:①沸水溶解→②活性炭脱色→③趁热过滤→④_________→⑤过滤→⑥洗涤→⑦干燥。
请回答下列问题:
(1)实验室中量取4.23mL甲苯所需仪器为_________。
(2)冷凝管的上口是否需要塞上塞子________(填“是”或“否”),a处水流方向是_______(填“进水”或“出水”)。
(3)高锰酸钾需要分批加入,请用化学反应速率观点说明理由_________。
(4)在对粗产品苯甲酸进行提纯过程中,“③趁热过滤”的目的是_________;“④”的操作名称是________;可证明“⑥洗涤”步骤已洗涤干净的方法是_____________。
(5)干燥后称量得苯甲酸2.93g,则苯甲酸的产率为________。