Question

【題目】甲苯（）是一種重要的化工原料，能用于生產苯甲醛（）、苯甲酸（）等產品。下表列出了有關物質的部分物理性質，請回答：

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3小時。

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

（2）三頸瓶中發生反應的化學方程式為_______________________________________，此反應的原子 利用率理論上可達___________。【原子利用率=（期望產物的總質量/全部反應物的總質量）×100%】

（3）經測定，反應溫度升高時，甲苯的轉化率逐漸增大，但溫度過高時，苯甲醛的產量卻有所減少，可能的原因是________________________________________________。

（4）反應完畢后，反應混合液經過自然冷卻至室溫時，還應經過________、________（填操作名稱）等操作，才能得到苯甲醛粗產品。

（5）實驗中加入過量過氧化氫且反應時間較長，會使苯甲醛產品中產生較多的苯甲酸。

①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．對混合液進行分液 b．過濾、洗滌、干燥

c．水層中加入鹽酸調節pH＝2 d．加入適量碳酸氫鈉溶液混合震蕩

②若對實驗①中獲得的苯甲酸產品進行純度測定，可稱取2.500g產品，溶于200mL乙醇配成溶液，量取所得的乙醇溶液20.00mL于錐形瓶，滴加2～3滴酚酞指示劑，然后用預先配好的0.1000mol/L KOH標準液滴定，到達滴定終點時消耗KOH溶液18.00mL。產品中苯甲酸的質量分數為________。【苯甲酸相對分子質量：122.0】

Answer 1

【答案】（1）球形冷凝管（2分）冷凝回流，防止甲苯的揮發而降低產品產率（2分）

（2）（2分） 66.25％（2分）

（3）H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應的H2O2減少，影響產量（2分）

（4）過濾（2分） 蒸餾（2分）（5）①dacb（2分） ②87.84﹪（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據儀器構造可知裝置a的名稱是球形冷凝管，主要作用是冷凝回流，防止甲苯的揮發而降低產品產率。

（2）三頸瓶中甲苯被氧化為苯甲醛，發生反應的化學方程式為，

此反應的原子利用率理論上＝＝66.25％。

（3）經測定，反應溫度升高時，甲苯的轉化率逐漸增大，但溫度過高時，苯甲醛的產量卻有所減少，可能的原因是H2O2在較高溫度時分解速度加快，使實際參加反應的H2O2減少，影響產量。

（4）反應完畢后，反應混合液經過自然冷卻至室溫時，還應經過過濾除去固體催化劑、再蒸餾除去水等操作，才能得到苯甲醛粗產品。

（5）實驗中加入過量的過氧化氫并延長反應時間時，會使苯甲醛產品中產生較多的苯甲酸。①若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸，正確的操作步驟是先與適量碳酸氫鈉溶液混合震蕩，生成苯甲酸鈉，對混合液進行分液，水層中加人鹽酸調節pH＝2，苯甲酸鈉生成苯甲酸，最后過濾、洗滌、干燥，因此正確的操作步驟是dacb；

②若對實驗①中獲得的苯甲酸產品進行純度測定，可稱取2.500g產品，溶于200mL乙醇配成溶液，量取所得的乙醇溶液20．00mL于錐形瓶，滴加2～3滴酚酞指示劑，然后用預先配好的0.1000moL/LKOH標準液滴定，到達滴定終點時消耗KOH溶液18.00mL。產品中苯甲酸的物質的量是0.1moL/L×0.018L×10＝0.018mol，質量分數為87.84%。