Question

苯甲酸钠是一种常见的食品防腐剂。实验室制备苯甲酸的反应装置图和有关数据如下：

	相对分子质量	熔点/℃	沸点/℃	溶解性
甲苯	92	-94.9	110.6	难溶于水
苯甲酸	122	122.13	249	微溶于水
苯甲酸钠	144	—	249.3	易溶于水

按下列合成步骤回答问题：

（1）制备苯甲酸

在三颈瓶中加入4mL甲苯和20mL稀硫酸，放入碎瓷片后，加热至沸腾，加入12.8g高锰酸钾，加热到甲苯层消失。将三颈瓶在冰水浴中冷却，分离出苯甲酸。

①球形冷凝管的作用是               ，其进水口是             （填“a” 或“b”）。

②三颈瓶中反应的离子方程式                  。

③分离苯甲酸选用的玻璃仪器是         (填标号)

A分液漏斗  B玻璃棒  C烧杯  D漏斗  E蒸馏烧瓶   F直形冷凝管

④分离出的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是         ，为进一步提纯，应采用的方法是         。

（2）制备苯甲酸钠

控制温度为70℃，向三颈瓶中加入61.0 g苯甲酸和适量的32%的碳酸钠溶液，充分反应后停止加热。在深色的溶液中加入活性炭，并将反应混合物过滤，得到无色透明的苯甲酸钠溶液，将滤液转入蒸发皿中，加热蒸发、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥制得苯甲酸钠晶体。

⑤控制温度为70℃的方法是                 。

⑥加入活性炭的作用是                     。

⑦若提纯得到46.8g苯甲酸钠。则苯甲酸钠的产率是              。

Answer

①冷凝回流，b；

②；

③ BCD；④K2SO4、MnSO4，重结晶；

⑤水浴加热；⑥吸附脱色；⑦65.0% 。

【解析】

试题分析：①球形冷凝管的作用是冷凝回流，减少反应物的损失，进水口是b；②本实验是制取苯甲酸，利用酸性高锰酸钾的强氧化性，把甲苯上的甲基氧化成羧基，本身被还原成Mn2＋，根据化合价的升降配平，即反应方程式为：；③根据表格数据，苯甲酸在此状态下是微溶于水的固体，因此采用过滤的方法进行分离，用到的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台等，因此B、C、D正确；④根据②中反应的离子方程式，得出混有的杂质是K2SO4、MnSO4，这两种物质溶于水，采取再溶解，再结晶的方法，即重结晶法；⑤温度控制在70℃，如果直接加热，温度很容易超过70℃，因此采取水浴加热，优点是：受热均匀，便于控制温度；⑥根据信息，深色溶液中加入活性炭，得到无色透明溶液，且活性炭具有吸附性，因此活性炭的作用是吸附脱色；⑥61g苯甲酸完全转化成苯甲酸钠，则生成苯甲酸钠的质量为61×144/122g=72g，则产率为46.8/72×100%=65%。

考点：考查实验仪器、氧化还原反应、实验除杂、化学计算等知识。