Question

(14分)芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。

反应原理：

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	溶解度
水	乙醇	乙醚
甲苯	92	无色液体易燃易挥发	-95	110.6	0.8669	不溶	易溶	易溶
苯甲酸	122	白色片状或针状晶体	122.4	248	1.2659	微溶	易溶	易溶

主要实验装置和流程如下：

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，再停止反应，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          。

（2）如果滤液呈紫色，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             。

（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是          。

A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀

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．冷凝管中水的流向是下进上出

（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入          ，分液，水层再加入          ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。

（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10^-3mol。产品中苯甲酸质量分数为              。

Answer

（1）（2分） 蒸馏（2分）

（2）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；（2分）

（3）ABD （2分）漏选得一分,错选不得分

（4） NaOH溶液（2分） 浓盐酸酸化（2分） （5） 96% （2分）

【解析】

试题分析：（1）结合操作目的，分析流程知：对反应后的溶液过滤除去生成的MnO2，滤液经分液所得有机层含有末反应的甲苯，水层含有生成的苯甲酸钾及其它可溶性物质。有机层经干燥剂干燥、过滤后，再经操作II得到的无色液体A应为甲苯。操作II为蒸馏。（2） 滤液呈紫色，证明高锰酸钾有剩余，又因为高锰酸钾会与浓盐酸反应产生氯气，所以应先加KHSO4除去末反应的高锰酸钾，再加浓盐酸酸化。（3） A、抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀；故A正确。

B、安装电动搅拌器时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触；故B正确。C、三颈烧瓶不能直接加热；故C不正确。D冷凝管中水的流向应是下进上出。故D正确。（4） 除去残留在苯甲酸中的甲苯时，先加入NaOH溶液，使苯甲酸转化为可溶性的苯甲酸钠溶于水，再经分液操作，将甲苯（有机层）除去，然后用浓盐酸把可溶性的苯甲酸钠转化为苯甲酸。（5） 根据关系式：

--KOH

122g 1mol

m 4×2.4×10-3mol

m=122g×4×2.4×10-3mol /1mol= 1.1712g

产品中苯甲酸质量分数为：1.1712g/1.22g×100%=96%

考点： 了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。会根据所给数据进行纯度计算。