Question

4．对氯苯甲酸是合成非甾族消炎镇痛药的中间体，还能用于燃料和农药的合成，实验室中制备对氯苯甲酸的反应（图1）、装置图如图2：
常温条件下的有关数据如下表所示：

	熔点/℃	沸点/℃	密度/g•cm-3	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的装置A中加入一定量的催化剂、适量KMnO₄、100mL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；然后过滤，将滤渣用冷水进行洗涤，干燥后称量其质量为7.19g．
请回答下列问题：
（1）装置B的名称是球形冷凝管．
（2）量取6.00mL对氯甲苯应选用的仪器是C．
A．10mL量筒    B．50mL容量瓶   C．50mL酸式滴定管  D．50mL碱式滴定管
（3）控制温度为93℃左右的方法是水浴加热．对氯甲苯的加入方法是逐滴加入而不是一次性加入，原因是减少对氯甲苯的挥发，提高原料利用率．
（4）第一次过滤的目的是除去MnO₂，滤液中加入稀硫酸酸化，可观察到的实验现象产生白色沉淀．
（5）第二次过滤所得滤渣要用冷水进行洗涤，其原因是可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质且尽量减小对氯苯甲酸的损耗．
（6）本实验的产率是D（填标号）．
A．60%        B．70%       C．80%         D．90%

Answer 1

分析 一定量的对氯甲苯和适量KMnO₄在93℃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）根据仪器的图形判断；
（2）量取6．OOmL对氯甲苯，结合量取体积精度可知应选择滴定管，且对氯甲苯容易腐蚀橡皮管；
（3）控制温度在93℃左右，低于水的沸点，可以采取水浴加热；对氯甲苯易挥发，对氯甲苯的加入方法是逐滴加入而不是一次性加入，以提高原料的利用率；
（4）二氧化锰不溶于水，过滤可除去；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；
（5）除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质并尽量减小对氯苯甲酸的损耗；
（6）根据对氯甲苯质量计算对氯苯甲酸的理论产量，产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%．

解答 解：（1）由仪器的图形可知，B为球形冷凝管；
故答案为：球形冷凝管；
（2）量取6．OOmL对氯甲苯，结合量取体积精度可知应选择滴定管，对氯甲苯是一种优良的有机溶剂，对碱式滴定管上橡胶制品有明显的溶解腐蚀作用，则选25mL酸式滴定管，
故答案为：C；
（3）控制温度在93℃左右，低于水的沸点，可以采取水浴加热，对氯甲苯易挥发，对氯甲苯的加入方法是逐滴加入而不是一次性加入，以提高原料的利用率，
故答案为：水浴加热；减少对氯甲苯的挥发，提高原料利用率；
（4）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，步骤③过滤得到滤渣MnO₂；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：除去MnO₂；产生白色沉淀；
（5）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5酸的损耗；
故答案为：可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质且尽量减小对氯苯甲酸的损耗；
（6）对氯甲苯的质量为：6ml×1.07g•cm^-3=6.42g，由～，可知对氯苯甲酸的理论产量为 $\frac{6.42g}{126.5g/mol}$×156.5g，
则对氯苯甲酸的产率为：[7.19g÷（$\frac{6.42g}{126.5g/mol}$×156.5g）]×100%≈90%，故选D．

点评 本题考查有机物的制备实验，为高考常见的题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握合成流程中的反应条件、已知信息等推断各物质，熟悉有机物的结构与性质即可解答，题目难度中等．