Question

【题目】苯甲酸是一种重要的化工产品，某学习小组设计方案制备苯甲酸。反应原理如下：C6H5-CH3+2KMnO4C6H5-COOK+KOH+2MnO2↓+H2O，C6H5-COOK+HCl→C6H5-COOH+KCl，已知甲苯的熔点为－95℃，沸点为110.6℃，易挥发，密度为0.866g/cm3；苯甲酸的熔点为122.4℃，在25℃和95℃下溶解度分别为0.3g和6.9g。

（制备产品）30.0mL甲苯和25.0mL1mol/L高锰酸钾溶液在80℃下反应30min，装置如图所示：

（1）仪器a的名称是___，图中支管的作用是______；

（2）相对于用酒精灯直接加热，用沸水浴加热的优点是_____，在本实验中，三颈烧瓶最合适的容积是___（填字母）；

A．50mL B．100mL C．200mL D．250mL

（分离产品）他们设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯：

（3）操作Ⅰ的名称是____；含杂质的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体A，则操作Ⅱ的名称是_____；

（4）操作Ⅲ的名称是_____，固体B中可能会有________杂质离子，检验该离子的方法是_________；提纯B所用的方法是_________。

Answer 1

【答案】（球形）冷凝管 平衡压强，使甲苯顺利滴下 便于控制温度恒定和使容器受热均匀 B 分液 蒸馏 过滤 Cl- 取少量B溶于水，在上层清液中滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明含有Cl- 重结晶

【解析】

（1）根据装置图像可知仪器a为球形冷凝管；恒压滴液漏斗的支管为使滴液漏斗液面压强与三颈烧瓶的压强相同；

（2）沸水浴加热的优点为加热均匀，且便于控制温度恒定；反应物总体积不超过容器的2/3；

（3）分离两种互不相溶的液体，为分液；利用沸点不同进行分离为蒸馏；

（4）水层中含有苯甲酸和氯化钾，采用冷却结晶、过滤的方式得到固体B；由于溶解度差距较大，可用重结晶进行提纯。

（1）根据装置图像可知仪器a为球形冷凝管；恒压滴液漏斗的支管为使滴液漏斗液面压强与三颈烧瓶的压强相同，使液体顺利流下；

（2）沸水浴加热的优点为加热均匀，且便于控制温度恒定；反应中加入30.0mL甲苯和25.0mL1mol/L高锰酸钾溶液，总体积不超过容器容积的2/3，则选用100mL，答案为B；

（3）分离有机层和水层两种互不相溶的液体常用分液法，则操作Ⅰ的名称为分液；有机层经干燥后，利用蒸馏的方法得到苯；

（4）水层中含有苯甲酸和氯化钾，采用冷却结晶、过滤的方法得到固体B，固体中可能含有K+、Cl-，可用硝酸银验证Cl-是否存在；由于两者溶解度差距较大，可用重结晶法进行提纯。