Question

【题目】甲苯()是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质：

名称	性状	熔点(℃)	沸点(℃)	相对密度 (d水=1g·cm－3)	溶解性
					水	乙醇
甲苯	无色液体，易燃、易挥发	－95	110.6	0.8660	不溶	互溶
苯甲醛	无色液体	－26	179	1.0440	微溶	互溶
苯甲酸	白色片状或针状晶体	122.1	249	1.2659	微溶	易溶

注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶； 酸性：苯甲酸＞醋酸

实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入15mL冰醋酸(作溶剂不参加反应)和2mL甲苯，搅拌升温至70℃ ，同时缓慢加入12mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时。请回答下列问题：

(1)装置a的名称是 ________，主要作用是 ________；三颈瓶中发生反应的化学方程式为 ________，此反应的原子利用率理论上可达 ________(保留四位有效数字)。

(2)经测定，反应温度过高时，苯甲醛的产量有所减少，可能的原因是 ________。

(3)反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温后，还应经过 ________、 ________

(填操作名称)等操作，才能得到苯甲醛粗产品。

(4)实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。

①若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，正确的操作步骤是 ________ (按步骤顺序填字母)。

a．对混合液进行分液 b．与适量碳酸氢钠溶液混合振荡

c．过滤、洗涤、干燥 d．水层中加入盐酸调节pH＝2

②若对实验①中获得的苯甲酸产品进行纯度测定，可称取1.500g产品，溶于乙醇配成100mL溶液，量取所得的乙醇溶液20.00mL于锥形瓶，滴加2～3滴酚酞指示剂，然后用预先配好的0.1000mol·L－1 KOH标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗KOH溶液20.00mL。产品中苯甲酸的质量分数为 ________ (保留四位有效数字)。

③下列情况会使测定结果偏低的是 ________ (填字母)。

A．滴定终点时仰视读取耗碱量

B．锥形瓶洗净后还留有蒸馏水

C．配置KOH标准溶液时俯视定容

D．碱式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失

Answer 1

【答案】球形冷凝管 冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率 66.25％或0.6625 H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少，影响产量 过滤 蒸馏 badc 81.33﹪或0.8133 C

【解析】

（1）由仪器a结构可知为球形冷凝管，甲苯挥发会导致产率降低；
（2）三颈瓶中甲苯被过氧化氢氧化生成苯甲醛，同时还生成水；原子利用率=（预期产物的总质量÷全部反应物的总质量）×100%；
（3）温度过高时过氧化氢分解，实际参加反应的过氧化氢质量减小，影响产量；
（4）反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温时，先过滤分离固体催化剂，再利用蒸馏的方法分离出苯甲酸；
（5）实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸．
①先与碳酸氢钠反应之后为苯甲酸钠，再分液分离，水层中加入盐酸得到苯甲酸晶体，最后过滤分离得到苯甲酸；
②苯甲酸的物质的量等于消耗KOH物质的量，再计算产品中苯甲酸的质量分数；

③先分析错误操作对KOH的物质的量的影响，再根据苯甲酸的物质的量等于消耗KOH物质的量分析纯度测定的误差。

（1）仪器a具有球形特征的冷凝管，名称为为球形冷凝管，甲苯挥发会导致产率降低，冷凝回流，防止甲苯挥发导致产率降低，

故答案为：球形冷凝管；冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率；

（2）三颈瓶中甲苯被过氧化氢氧化生成苯甲醛，同时还生成水,反应方程式为：，此反应中原子利用率=×100%=66.25%；

故答案为：球形冷凝管；冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率； ；66.25%；

（3）H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少，影响产量，

故答案为H2O2在较高温度时分解速度加快，使实际参加反应的H2O2减少，影响产量；

（4）反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温时，先过滤分离固体催化剂，再利用蒸馏的方法分离出苯甲酸，

故答案为：过滤；蒸馏；

（5）实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。

①先与碳酸氢钠反应之后为苯甲酸钠，再分液分离，水层中加入盐酸得到苯甲酸晶体，最后过滤分离得到苯甲酸，再洗涤、干燥得到苯甲酸，故正确的操作步骤是：dacb，

故答案为：dacb；

②苯甲酸为一元酸，则根据酸碱中和滴定原理可知，其物质的量等于消耗KOH物质的量，则1.500 g产品中苯甲酸的质量为0.020 L×0.1 mol/L××122g/mol = 1.22 g，产品中苯甲酸的质量分数为×100% 81.33﹪或0.8133；

故答案为：81.33﹪或0.8133；

③

A. 滴定终点时仰视读取耗碱量，导致V（标准）偏大，即KOH的物质的量偏大，则苯甲酸的物质的量偏大，使最终产品纯度偏高，故A项错误；
B. 在锥形瓶中加水，对测定结果无影响，故B项错误；
C. 配置KOH标准溶液时俯视定容，则导致V（标准）偏小，即KOH的物质的量偏小，则苯甲酸的物质的量偏小，使最终产品纯度偏低，故C项正确；
D. 碱式滴定管开始尖嘴处留有气泡，达滴定终点时气泡消失，即KOH的物质的量偏大，则苯甲酸的物质的量偏大，使最终产品纯度偏高，故D项错误；
答案选C。