Question

苯甲酸（）广泛应用于制药和化工行业。某小组同学尝试利用甲苯()的氧化反应制备苯甲酸，反应原理为：

+2KMnO₄+KOH+2MnO₂↓+H₂O

+HCl+KCl

相关物质的部分信息如下表：

名称	相对分子质量	性状	熔点/℃	沸点/℃	密度 /g•mL^-1	溶解度
4℃冷水	75℃热水
甲苯	92	无色液体易燃易挥发	-95	110.6	0.87	不溶	不溶
苯甲酸	122	白色片状或针状晶体	122.4	248	1.27	0.18	2.20

实验装置（部分夹持装置已略去）和流程如下：

请回答：

（1）装置一中A的名称为___，在本实验中，下列规格的A中最合适的是___（填字母）。

A．50 mL            B．100mL            C．150 mL             D．250 mL

（2）相对于用酒精灯直接加热，用热水浴加热的优点是_____。

（3）判断甲苯被氧化完全的实验现象是_____。

（4）抽滤可利用装置二完成，抽滤的优点是____。抽滤1后洗涤固体应选___（填序号，下同），抽滤2后洗涤固体应选_____。

A．4 °C冷水        B．75 °C热水          C．A和B均可

（5）混合液A中加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_____，若不加入，产生的主要问题是____。

（6）纯化固体时可采用的物理方法的名称是___。

（7）若加入1.4 mL甲苯，纯化后所得产品的质量为1.0 g，则苯甲酸的产率为___。

Answer

三颈烧瓶 D 便于控制温度且受热均匀 三颈烧瓶内液体不分层、回流液不再出现油珠 得到的沉淀较干燥且过滤速度快 B A 除去过量的高锰酸钾 盐酸酸化时会产生氯气 重结晶法 61.7%

【解析】

由反应原理可知，1mol甲苯与2molKMnO4反应，生成1mol苯甲酸钾。由题给数据可知，1.2g甲苯消耗4.1g高锰酸钾，题中高锰酸钾过量。

分析实验流程，可知甲苯、水和高锰酸钾反应回流后，所得混合液A为苯甲酸钾、甲苯、水、高锰酸钾和二氧化锰的混合液，加入饱和的亚硫酸氢钠，可除去过量的高锰酸钾，之后可得混合液B，可知混合液B的成分为：苯甲酸钾、二氧化锰、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锰和水。将混合液B趁热抽滤，用少量热水洗涤滤渣，除去MnO2，得到的混合液C为：苯甲酸钾、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锰和水的混合物。合并滤液和洗涤液。于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，至苯甲酸析出完全，将析出的苯甲酸减压过滤，用少量冷水洗涤，挤压去水分，将制得的固体提纯可到到较为纯净的苯甲酸。据此进行分析。

（1）由实验装置图可知，A装置为三颈烧瓶。根据加热时，蒸馏烧瓶内的液体不得超过烧瓶容积的，可知实验中规格为250mL的三颈烧瓶最合适，答案为：三颈烧瓶；D；

（2）相比酒精灯直接加热，水浴加热物质受热均匀且便于控制温度。答案为：便于控制温度且受热均匀；

（3）甲苯不溶于水，密度比水小，当其完全被氧化时，溶液中有机层消失，可看到三颈烧瓶中没有分层现象，且回流液没有油珠。故答案为：三颈烧瓶内液体不分层、回流液不再出现油珠；

（4）抽滤是利用真空泵或抽气泵将吸滤瓶瓶中的空气抽走而产生负压，使过滤速度加快，并能使沉淀抽得较干燥；抽滤1后所得的固体为MnO2，为减少苯甲酸钾的损失，可用75℃洗涤MnO2固体，抽滤2后的固体用4℃的冷水洗涤，促进苯甲酸的析出。答案为：得到的沉淀较干燥且过滤速度快；B；A；

（5）混合液A中加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是除去过量的高锰酸钾，若不加入，在浓盐酸酸化步骤中，高锰酸钾会与盐酸发生氧化反应，生成氯气。答案为：除去过量的高锰酸钾；盐酸酸化时会产生氯气；

（6）由题给信息可知，要得到纯净的苯甲酸，可在水中进行重结晶。答案为：重结晶；

（7）根据题给信息，1.4mL甲苯，其质量为，根据反应方程式，有：～

则：，可得m()=1.62g，

苯甲酸的产率为。答案为：61.7%。