Question

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，请回答：

注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。

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。

（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______________。

（2）经测定，反应温度升高时，甲苯的转化率逐渐增大，但温度过高时，苯甲醛的产量却有所减少，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时，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．过滤、洗涤、干燥

c．水层中加人盐酸调节pH＝2         d．与适量碳酸氢钠溶液混合震荡

②若对实验①中获得的苯甲酸产品进行纯度测定，可称取2．500g产品，溶于200mL乙醇配成溶液，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／KOH标准液滴定，到达滴定终点时消耗KOH溶液18．00mL。产品中苯甲酸的质量分数为________。下列情况会使测定结果偏低的是__________（填字母）。

a．滴定时俯视读取耗碱量           b．KOH标准液长时间接触空气

c．配置KOH标准液时仰视定容       d．将酚酞指示剂换为甲基橙溶液

Answer

（1）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％（2）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 （3）过滤 蒸馏（4）①dacb ②87.84﹪ ad

【解析】

试题分析：（1）装置a的名称是球形冷凝管，主要作用是冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率。

三颈瓶中甲苯被氧化为苯甲醛，发生反应的化学方程式为，

此反应的原子利用率理论上=108÷(108+3×18)=66.25％。

（2）经测定，反应温度升高时，甲苯的转化率逐渐增大，但温度过高时，苯甲醛的产量却有所减少，可能的原因是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。

（3）反应完毕后，反应混合液经过自然冷却至室温时，还应经过过滤除去固体催化剂、再蒸馏除去水等操作，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，正确的操作步骤是先与适量碳酸氢钠溶液混合震荡，生成苯甲酸钠，对混合液进行分液，水层中加人盐酸调节pH＝2，苯甲酸钠生成苯甲酸，最后过滤、洗涤、干燥。

②若对实验①中获得的苯甲酸产品进行纯度测定，可称取2．500g产品，溶于200mL乙醇配成溶液，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／LKOH标准液滴定，到达滴定终点时消耗KOH溶液18．00mL。产品中苯甲酸的物质的量是0.1moL／L×0.018L×10=0.018mol，质量分数为87.84%。滴定时俯视读取耗碱量，使碱的体积减小，测定结果偏低； KOH标准液长时间接触空气，无影响；配置KOH标准液时仰视定容，使标准液浓度偏小，所以消耗碱的体积偏大，测定结果偏高；将酚酞指示剂换为甲基橙溶液，消耗碱的体积减小，测定结果偏低。

考点：本题考查有机化学实验。