Question

【题目】苯甲酸钠是一种常见食品防腐剂。实验室制备苯甲酸的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

(1)制备苯甲酸：在三颈烧瓶中加入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。将三颈烧瓶在冰水浴中冷却，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已知三颈烧瓶中反应的离子方程式为+6MnO4-+18H+→+6Mn2++14H2O，在该反应中体现了甲苯____性。

③分离苯甲酸选用的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外还有________(填字母)。

A.分液漏斗 B.漏斗 C.蒸馏烧瓶 D.直形冷凝管

④分离出粗品苯甲酸晶体中可能含有的杂质是MnSO4和___，为进一步提纯，应采用的操作方法是______。

(2)制备苯甲酸钠：控制温度为70℃，向三颈烧瓶中加入61.0g苯甲酸和适量的32%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________。(保留三位有效数字)

Answer 1

【答案】冷凝回流 b 还原 B K2SO4 重结晶 水浴加热 吸附脱色 65.0%

【解析】

(1)①甲苯易挥发，冷凝管冷凝回流挥发的甲苯；采取逆流原理通入冷凝水，充分冷凝；

②甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸；

③苯甲酸微溶于水，常温下为晶体，采取过滤方法分离；

④反应得到溶液中含有硫酸锰、硫酸钾，分离出的苯甲酸晶体中可能含有该杂质，苯甲酸微溶于水，可利用重结晶进行提纯；

(2)⑤低于水的沸点可采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度；

⑥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，说明活性炭吸附色素；

⑦苯甲酸钠的产率=×100%。

(1)①甲苯易挥发，冷凝管冷凝回流挥发的甲苯，减少损失；采取逆流原理通入冷凝水，充分冷凝，即从b口通入冷凝水；

②甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，体现了甲苯还原性；

③苯甲酸微溶于水，常温下为晶体，采取过滤方法分离，需要的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；

④反应得到溶液中含有硫酸锰、硫酸钾，分离出的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是K2SO4、MnSO4，硫酸锰、硫酸钾易溶于水，苯甲酸微溶于水，可以利用重结晶进行提纯；

(2)⑤控制温度为70℃，低于水的沸点，可以采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度；

⑥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，说明活性炭吸附色素；

⑦61.0g苯甲酸完全转化可以生成苯甲酸钠质量为：61g×=72g，苯甲酸钠的产率=×100%=65.0%。