Question

随着人民生活水平的提高，食品安全问题倍受社会关注．苯甲酸是常见的食品防腐剂．它是一种片状晶体，在水中的溶解度如下表：

温度	25℃	50℃	95℃
溶解度	0.17g	0.95g	6.8g

某研究性学习小组要确定苯甲酸的组成，现有苯甲酸样品（含泥沙等难溶于水的杂质），实验步骤如下：
（1）提纯苯甲酸：室温下，取样品约10g放入大烧杯中，加入500mL蒸馏水充分搅拌，发现样品几乎没溶解，原因是________，将烧杯放在石棉网上加热，将样品充分溶解后，在加入少量蒸馏水，然后趁热过滤．趁热过滤的目的是________，将所得滤液________，使苯甲酸以晶体形式析出，然后过滤得到较纯净的苯甲酸晶体6.1g．
（2）化学组成分析（苯甲酸中一定含有C、H元素，可能含有氧元素）

①仪器A中所发生的反应化学方程式为________．
②仪器B的作用是________．
③实验结束后发现装置D增重2.7g，装置E增重15.4g，试通过计算确定苯甲酸中________氧元素（填“含有”或“不含有”），苯甲酸的化学式为________．

Answer 1

解：（1）苯甲酸的溶解度随温度升高而增大，25℃时其溶解度只有0.17g，室温时会更小．所以，室温时苯甲酸几乎没溶解的原因是：苯甲酸的溶解度较小．温度低时苯甲酸溶解度很低，易析出，过滤会使其与泥沙混合滤出导致其损失．所以，趁热过滤的目的是：减少过滤时苯甲酸的损失．缓慢降温使其析出会得到颗粒较大的晶体，便于得到苯甲酸晶体；
（2）①过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解，生成了水和氧气，反应的方程式是：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；②由于浓硫酸具有吸水性，所以，仪器B的作用是干燥氧气；
③由于浓硫酸具有吸水性，装置D增重2.7g是生成的水的质量，氢元素的质量为：2.7g××100%=0.3g；由于氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，装置E增重15.4g即是生成二氧化碳的质量．碳元素的质量为：15.4g××100%=4.2g；由质量守恒定律可知，苯甲酸中含有碳、氢元素的质量分别为4.2g、0.3g，由于4.2g+0.3g=4.5g＞6.1g，所以，苯甲酸中含有氧元素．苯甲酸中碳、氢、氧元素的原子个数比为：：：=7：6：2，所以，苯甲酸的化学式是：C₇H₆O₂．
故答为：（1）室温时，苯甲酸的溶解度较小；减少过滤时苯甲酸的损失；缓慢冷却至室温；（2）①2H₂O₂2H₂O+O₂↑；②干燥氧气；③含有，C₇H₆O₂．
分析：（1）利用表格提供的不同温度下的溶解度解释此题．温度低时苯甲酸溶解度很低，易析出过滤会使其损失．为使其形成颗粒较大的晶体，应缓慢降温；
（2）①根据过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解的反应，写出反应的方程式；
②根据浓硫酸具有吸水性分析；
③根据反应的流程图，分析生成的二氧化碳和水的质量，根据质量守恒定律分析苯甲酸的组成元素的质量，并由相对原子质量求出各元素的原子个数比，写出化学式．
点评：此题是利用物质的溶解度对混合物进行分离，利用表格数据结合相关的实验操作解决此题．