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(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，請回答：

名稱	性狀	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	相對密度 （ρ水=1g/cm3）	溶解性
					水	乙醇
甲苯	無色液體易燃易揮發(fā)	-95	110.6	0.8660	不溶	互溶
苯甲醛	無色液體	-26	179	1.0440	微溶	互溶
苯甲酸	白色片狀或針狀晶體	122.1	249	1.2659	微溶	易溶

注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。

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(作為溶劑)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(yīng)3小時。

（1）裝置a的名稱是__________________，主要作用是____________________。

（2）三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________，此反應(yīng)的原子利用率理論上可達(dá)___________。（原子利用率=(期望產(chǎn)物的總質(zhì)量/全部反應(yīng)物的總質(zhì)量)×100%）

（3）經(jīng)測定，反應(yīng)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________________________________________________。

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

（5）實驗中加入過量過氧化氫且反應(yīng)時間較長，會使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸。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(jìn)行分液 b.過濾、洗滌、干燥

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

Answer 1

【答案】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％H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應(yīng)的H2O2減少，影響產(chǎn)量過濾蒸餾dacb

【解析】

（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；故答案為：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；

（2）甲苯與H2O2反應(yīng)生成苯甲醛和水，反應(yīng)方程式為：；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)，此反應(yīng)的原子利用率=（目標(biāo)生成物的質(zhì)量÷參加該反應(yīng)所有反應(yīng)物的總質(zhì)量）×100%=106÷160×100%=66.25%，所以理論上可達(dá)66.25%。故答案為：、66.25％；

（3）H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應(yīng)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，故答案為：H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應(yīng)的H2O2減少，影響產(chǎn)量；

（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(yīng)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，故答案為：過濾、蒸餾；

（5）苯甲醛與苯甲酸互溶，且沸點(diǎn)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振蕩，苯甲酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成溶于水的苯甲酸鈉，再對混合液進(jìn)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(yīng)生成苯甲酸，最后過濾、洗滌、干燥苯甲酸，故答案為dacb；