Question

【題目】甲苯（）是一種重要的化工原料，能用于生產(chǎn)苯甲醛（）、苯甲酸（）等產(chǎn)品。下表列出了有關物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，請回答：

注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶； 酸性： 苯甲酸＞醋酸

實驗室可用如圖裝置模擬制備苯甲醛。實驗時先在三頸瓶中加入0．5g固態(tài)難溶性催化劑，再加入15mL冰醋酸和2mL甲苯，攪拌升溫至70℃，同時緩慢加入12mL過氧化氫，在此溫度下攪拌反應3小時。

（1）裝置a的名稱是____ ____，主要作用是 。三頸瓶中發(fā)生反應的化學方程式為 ，此反應的原子利用率理論上可達 。

（2）經(jīng)測定，反應溫度升高時，甲苯的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，但溫度過高時，苯甲醛的產(chǎn)量卻有所減少，可能的原因是________________。

（3）反應完畢后，反應混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫時，還應經(jīng)過________、________（填操作名稱）等操作，才能得到苯甲醛粗產(chǎn)品。

（4）實驗中加入過量的過氧化氫并延長反應時間時，會使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸。

①若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸，正確的操作步驟是_______（按步驟順序填字母）。

a．對混合液進行分液 b．過濾、洗滌、干燥

c．水層中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH＝2 d．與適量碳酸氫鈉溶液混合震蕩

②若對實驗①中獲得的苯甲酸產(chǎn)品進行純度測定，可稱取1.200g產(chǎn)品，溶于100mL乙醇配成溶液，量取所得的乙醇溶液20．00mL于錐形瓶，滴加2～3滴酚酞指示劑，然后用預先配好的0.1000mol/L KOH標準液滴定，到達滴定終點時消耗KOH溶液18．00mL。產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為________。

③下列情況會使測定結果偏低的是__________（填字母）。

a．滴定終點時俯視讀取耗堿量 b．KOH標準液長時間接觸空氣

c．配制KOH標準液時仰視定容 d．將酚酞指示劑換為甲基橙溶液

Answer 1

【答案】（1）球形冷凝管； 冷凝回流，防止甲苯的揮發(fā)而降低產(chǎn)品產(chǎn)率； 66.25％

（2）H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應的H2O2減少，影響產(chǎn)量

（3）過濾 蒸餾

（4）①dacb ②91.50﹪ ③ad

【解析】試題分析：（1）根據(jù)儀器的特征，裝置a的名稱是球形冷凝管；主要作用是冷凝回流，防止甲苯的揮發(fā)而降低產(chǎn)品產(chǎn)率；甲苯與H2O2反應生成苯甲醛和水，反應方程式為：；根據(jù)化學反應，此反應的原子利用率=（目標生成物的質(zhì)量÷參加該反應所有反應物的總質(zhì)量）×100%=106÷160×100%=66.25%，所以理論上可達66.25%.

（2）H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應的H2O2減少，影響產(chǎn)量，所以溫度過高時，苯甲醛的產(chǎn)量卻有所減少。

（3）實驗時先在三頸瓶中加入0．5g固態(tài)難溶性催化劑，所以先過濾除去難溶性的催化劑；反應物為15mL冰醋酸和2mL甲苯和12mL過氧化氫，生成物為苯甲醛，它們互溶，采用蒸餾的方法得到苯甲醛粗產(chǎn)品。

（4）①苯甲醛與苯甲酸互溶，且沸點相近，采用蒸餾的方法分離容易產(chǎn)生共沸溶液，則若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸，首先利用苯甲醛微溶于水，將混合液與適量碳酸氫鈉溶液混合震蕩，苯甲酸與碳酸氫鈉溶液反應生成溶于水的苯甲酸鈉，再對混合液進行分液，然后在水層中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH＝2 ，苯甲酸鈉與鹽酸反應生成苯甲酸，最后過濾、洗滌、干燥苯甲酸，答案為dacb；

②苯甲酸與氫氧化鉀反應生成苯甲酸鉀，n（KOH）=cV=0.1000mol/L×0.016L=0.0016mol，苯甲酸與氫氧化鉀等物質(zhì)的量恰好反應，則n（苯甲酸）=0.0016mol，則其總質(zhì)量為0.0016mol×122g/mol×5= 0.976g，所以產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分數(shù)為0.976g÷1.200g×100%=91.50%；

③a．滴定終點時俯視讀取耗堿量，導致末讀數(shù)據(jù)偏小，測定結果偏低，正確；b．KOH標準液長時間接觸空氣發(fā)生反應生成碳酸鉀，由于苯甲酸的酸性強于碳酸，苯甲酸與碳酸鉀反應生成苯甲酸鉀，對測定結果無影響，錯誤；c．配制KOH標準液時仰視定容，導致水加多了，標準溶液濃度偏小，消耗體積偏大，導致測定結果偏高，錯誤；d．苯甲酸鉀是強堿弱酸鹽，溶液顯酸性，若將將酚酞指示劑換為甲基橙溶液，KOH標準溶液消耗減少，導致測定結果偏低，正確；答案選ad。