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【题目】实验室中制备对氯苯甲酸的反应以及装置如图所示:

常温下,物质的有关数据和性质如表所示:

熔点/

沸点/

密度/g·cm3

颜色

水溶性

对氯甲苯

7.5

162

1.07

无色

难溶

对氯苯甲酸

243

275

1.54

白色

微溶

对氯苯甲酸钾

具有盐的通性,属于可溶性盐

实验步骤:在规格为250mL的仪器A中加入一定量的催化剂、适量KMnO4100mL水;安装好装置,在滴液漏斗中加入6.00mL对氯甲苯,在温度为93℃左右时,逐滴滴入对氯甲苯;控制温度在93℃左右,反应2h,过滤,将滤渣用热水洗涤,使洗涤液与滤液合并,加入稀硫酸酸化,加热浓缩,冷却,然后过滤,将滤渣用冷水进行洗涤,干燥后称量其质量。

请回答下列问题:

(1)仪器A的名称为______________________

(2)仪器B是冷凝管,其起到的主要作用是:________________,实验过程中,冷却水从________口。

(3)实验过程中两次过滤、洗涤操作,第一次过滤的滤渣成分为___________(填化学式),洗涤该滤渣用热水,目的是_________________________________,第二次过滤后,洗涤滤渣用冷水,目的是______________________

(4)过滤、洗涤操作中能用到的仪器是___________(填选项字母)

a.烧杯 b.分液漏斗 c.锥形瓶 d.玻璃棒

(5)第一次过滤后的滤液中加入硫酸,出现的现象是___________

(6)如图是温度对对氯苯甲酸产率的影响关系,最后干燥、称量得到的对氯苯甲酸的质量为___________(保留小数点后两位)

【答案】三颈烧瓶 冷凝回流 a MnO2 减少对氯苯甲酸钾的损失 降低对氯苯甲酸中杂质的含量,减少对氯苯甲酸的溶解损失 ad 出现白色沉淀 6.59g

【解析】

根据实验装置信息结合实验过程分析解答;根据表格信息、图像信息分析解答;根据化学转化中的物质化学计量变化进行计算;一定量的对氯甲苯和适量KMnO493℃反应一段时间后停止反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰,二氧化锰不溶于水,加入稀硫酸酸化,生成对氯苯甲酸,对氯苯甲酸属于可溶性盐,加热浓缩、冷却结晶、过滤,洗涤滤渣得对氯苯甲酸.

一定量的对氯甲苯和适量KMnO493℃反应一段时间后停止反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰,二氧化锰不溶于水,加入稀硫酸酸化,生成对氯苯甲酸,对氯苯甲酸属于可溶性盐,加热浓缩、冷却结晶、过滤,洗涤滤渣得对氯苯甲酸。

(1)仪器A具有三个颈口,即三颈烧瓶,

故答案为:三颈烧瓶;

(2)冷凝管的作用主要是冷凝回流,冷凝管应该是a进水,b出水,使水与被冷凝物充分接触,故答案为:冷凝回流,a

(3)对氯甲苯和适量KMnO4反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰,二氧化锰不溶于水,所以第一步过滤得到滤渣MnO2,将滤渣用热水洗涤,可减小对氯苯甲酸钾的损耗;滤液中加入稀硫酸酸化,对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸,对氯苯甲酸微溶于水,热水洗涤可能增大对氯苯甲酸的溶解度使其损耗,用冷水进行洗涤既可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质还能减小对氯苯甲酸的损耗;

故答案为:MnO2;减少对氯苯甲酸钾的损失;降低对氯苯甲酸中杂质的含量,减少对氯苯甲酸的溶解损失;

(4) 过滤、洗涤操作中能用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;

故答案为:ad;

(5) 滤液中加入稀硫酸酸化,对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸,对氯苯甲酸微溶于水,是白色沉淀,可观察到的实验现象是产生白色沉淀;

故答案为:出现白色沉淀;

(6)有图像可知,该反应在93℃时对氯苯甲酸的产率最高为83%,有信息提示可知,对氯甲苯与对氯苯甲酸的物质的量之比为1:1,所以n(对氯甲苯)=n(对氯苯甲酸)===0.051mol,m(对氯苯甲酸)= 0.051mol×156.5g/mol×83%=6.59g,

故答案为:6.59g。

练习册系列答案
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b.称取 AgNO3 固体1.7g 置于A中,先通一段时间N2,再关闭K,用酒精灯加热硬质玻璃管A

c.待样品完全分解,装置A冷却至室温,称量,测得剩余固体的质量为1.08 g

请回答下列问题:

1)使用酒精灯对AgNO3固体加热的操作方法是_________________

2)步骤a的操作目的是__________________

3)步骤b中先通一段时间的N2的目的是_____________________

4)装置C瓶中盛装的药品名称为_____________(合理即可),装置D中可观察到的实验现象为__________________

5)根据实验现象和称量结果,请写出该装置中AgNO3固体受热分解的化学方程式__________________

6)从实验安全角度考虑该装置存在缺陷,应如何改进?__________________

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A. 5 mL B. 10 mL C. 25 mL D. 50 mL

3)在量取浓盐酸后,进行了下列操作:

①等稀释后的盐酸温度与室温一致后,沿玻璃棒将盐酸注入容量瓶中。

②往容量瓶中小心加蒸馏水至液面离容量瓶颈刻度线下12 cm处,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的凹液面最低处与刻度线相切。

③在盛浓盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀。

④用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次,并将洗涤液全部注入容量瓶中。

上述操作中,正确的顺序是(填序号)___________________

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①定容时俯视刻度线,会导致所配稀盐酸浓度_______

②用刚刚洗涤干净的量筒来量取浓盐酸,会导致所配稀盐酸浓度__________

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