Question

（17分）（2012?廣東）苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè)，某同學(xué)嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸，反應(yīng)原理：

實(shí)驗(yàn)方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時間后停止反應(yīng)，按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯．

已知：苯甲酸分子量122，熔點(diǎn)122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；純凈固體有機(jī)物都有固定熔點(diǎn)．

（1）操作Ⅰ為　 　，操作Ⅱ為　 　．

（2）無色液體A是　 　，定性檢驗(yàn)A的試劑是　 　，現(xiàn)象是　

（3）測定白色固體B的熔點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其在115℃開始熔化，達(dá)到130℃時仍有少量不熔，該同學(xué)推測白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物，設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行提純和檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明推測正確．請?jiān)诖痤}卡上完成表中內(nèi)容．

序號	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將白色固體B加入水中，加熱溶解，　_________　 　_________	得到白色晶體和無色溶液
②	取少量濾液于試管中，　_________	生成白色沉淀	濾液含Cl﹣
③	干燥白色晶體，　_________	_________	白色晶體是苯甲酸

（4）純度測定：稱取1.220g產(chǎn)品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10﹣3mol，產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算表達(dá)式為　 　，計(jì)算結(jié)果為　 　（保留二位有效數(shù)字）．

 

Answer 1

（1）分液，蒸餾（2）酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色（3）

序號	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將白色固體B加入水中，加熱，溶解，冷卻、過濾	得到白色晶體和無色溶液
②	取少量濾液于試管中，滴入適量的硝酸酸化的AgNO3溶液	生成白色沉淀	濾液含有Cl﹣
③	干燥白色晶體，加熱使其融化，測其熔點(diǎn)；	熔點(diǎn)為122.4℃	白色晶體是苯甲酸

 

（4）×100%； 96%

【解析】（1）依據(jù)流程分析混合物分離的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟；

（2）依據(jù)分離試劑和過程可知，有機(jī)相中主要是為反應(yīng)的甲苯，甲苯是苯的同系物，可以被高錳酸鉀溶液氧化；

（3）結(jié)合反應(yīng)化學(xué)方程式中生成的產(chǎn)物和流程中分離步驟分析，白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物；依據(jù)苯甲酸熔點(diǎn)122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；先檢驗(yàn)苯甲酸的檢驗(yàn)再檢驗(yàn)氯化鉀的存在；

【解析】
（1）一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時間后停止反應(yīng)，按流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯；所以操作Ⅰ是分離出有機(jī)相甲苯，用分液方法得到；操作Ⅱ是蒸餾的方法控制甲苯沸點(diǎn)得到純凈的甲苯液體；故答案為：分液，蒸餾；

（2）依據(jù)流程和推斷可知，無色液體A為甲苯，檢驗(yàn)試劑可以用酸性高錳酸鉀溶液，甲苯被氧化為苯甲酸，高錳酸鉀溶液紫色褪去；

故答案為：酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色；

（3）通過測定白色固體B的熔點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其在115℃開始熔化，達(dá)到130℃時仍有少量不熔，推測白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物，氯化鉀可以用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)氯離子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；利用不同溫度下的溶解度，分離混合物，得到晶體后通過測定熔點(diǎn)判斷是否為苯甲酸；

故答案為：

序號	實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將白色固體B加入水中，加熱，溶解，冷卻、過濾	得到白色晶體和無色溶液
②	取少量濾液于試管中，滴入適量的硝酸酸化的AgNO3溶液	生成白色沉淀	濾液含有Cl﹣
③	干燥白色晶體，加熱使其融化，測其熔點(diǎn)；	熔點(diǎn)為122.4℃	白色晶體是苯甲酸

 

（4）稱取1.220g產(chǎn)品，配成100ml甲醇溶液，移取25.00ml溶液，滴定，消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10﹣3mol，苯甲酸是一元弱酸和氫氧化鉀1：1反應(yīng)，所以物質(zhì)的量相同，注意溶液體積變化計(jì)算樣品中 苯甲酸的物質(zhì)的量，計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；樣品中苯甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=96%；

故答案為：×100%； 96%