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苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸(KMnO4中性条件下还原产物为MnO2,酸性条件下为Mn2+)

已知:苯甲酸相对分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 go。

实验流程:
①往装置A中加入2.7mL (2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍过量的KMnO4固体,控制反应温度约在100℃,当甲苯层近乎消失,回流不再出现油珠时,停止加热。
②将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液与洗涤液,冷却后加入浓盐酸,经操作I得白色较干燥粗产品。
③纯度测定:称取1.220g白色样品,配成100mL、甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示列举

请回答:
(1)装置A的名称         。若不用温度计,本实验控制反应温度的措施为          
(2)白色粗产品中除了KCl外,其他可能的无机杂质为____            
(3)操作I的名称                                  
(4)步骤③中用到的定量仪器有              ,100mL容量瓶,50mL酸式、碱式滴定管。
(5)样品中苯甲酸纯度为                           
(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果   (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(1)三颈烧瓶(1分),沸水浴加热或者加热保持反应液处于沸腾(2分,仅答水浴加热得1分)
(2)MnCl2(2分)
(3) 过滤、干燥或抽滤(2分)
(4)分析天平(2分)
(5) 0.9600或96.00%(2分)   (6)偏小(2分)

解析试题分析:(1)本实验控制反应温度约在100℃,可以采用水浴加热。(2)实验使用了KMnO4做氧化剂,白色粗产品中除了KCl外,还有MnCl2。(3)从混合液中得到沉淀一般采用过滤、干燥,也可以采用抽滤的方法。(4)步骤③的称量需要精确度高的分析天平才能保证精确度。
(5)舍弃第三次数据,平均消耗体积为24.00mL,又~NaOH,滴定的n()= 0.1000mol/L×24.00×10-3L=2.400×10-3 mol;而配制溶液用的是测定的4倍,即测定含样品0.3050g,所以,样品中苯甲酸纯度为=0.9600。
(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,两次度数距离偏小,测定结果也偏小。
考点:化学实验设计与定量测定。

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(16分)某同学从网络上了解到菠菜中富含可溶性的两类正盐:草酸盐和碳酸盐。该同学欲用实验验证这一事实并检测其中草酸盐的含量。查阅资料得知草酸(H2C2O4)是一种二元有机弱酸,具有较强的还原性;草酸钙(CaC2O4)不溶于水能溶于稀硫酸。请回答下列问题:
(1)该学生将菠菜研磨成粉末、热水浸泡、过滤得到澄清溶液A。研磨菠菜使用的实验仪器的名称为            
(2)设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐,补充完成预期现象和结论。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:调节溶液A至弱碱性,滴加足量CaCl2溶液。
①出现白色沉淀,说明菠菜中     
                         
步骤2:取步骤1的沉淀于试管中,加入足量的稀硫酸,沉淀完全溶解,并将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中。
                        
步骤3:向步骤2得到的溶液中滴加几滴高锰酸钾溶液。
                        
(3)欲准确测定菠菜中草酸盐的含量
①操作:取m g菠菜样品,将其中草酸盐全部转化为CaC2O4沉淀分离出来置于烧杯中,用过量的稀硫酸完全溶解后,溶液转入     中并加水配制成250mL溶液。每次移取25.00mL该溶液于锥形瓶中,用0.0100mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,平均消耗标准溶液V mL。KMnO4滴定实验时发生的离子方程式为    
②计算:菠菜中草酸盐(以C2O42计算)的质量分数为(可以只列式不化简)      
③误差分析: 下列操作会使测定结果偏高的是       
A.配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容
B.锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定
C.未用标准液润洗就加入标准液开始滴定
D.滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
E.滴定后俯视读数

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(15分)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钻矿(主要成分为CO2O3、Co
(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:

已知:①浸出液含有的阳离了主要有H+、CO2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等:
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01 mo1·L-l

③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式               
(2)写出NaC1O3发生反应的主要离子方程式        ;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式            
(3)“加Na2CO3调pH至a'’,过滤所得到的沉淀成分为____       
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是     :其使用的最佳pH范围是____    

A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(5)“操作l”中包含3个基本实验操作,它们依次是          和过滤。制得的CoC12·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是           
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是                 。(答一条即可)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

1,2-二溴乙烷可做汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g/cm3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。

(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学反应方程式_____________________________。
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象________________________________________。
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:                                      
(4)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因:                          。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物,为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器和连接用的胶管已经省略)。

(1)为了完成该实验,虚线框内还需要连接B~E四套装置,按气流方向连接的顺序为:
a→(       )(       )→(       )(       )→(       )(       )→ (       )(       )(填仪器接口的字母编号)。连接好仪器,检查气密性,装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是                  
(2)装置E中观察到的主要实验现象有               
(3)装置C的作用是                                     
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解生成一氧化氮。装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成:                    。(写出检验步骤及现象)。
(5)亚硝酸钠在酸性条件下可将I氧化为I2,同时生成NO,该反应常用于亚硝酸钠含量的测定,请写出该反应的离子方程式:       

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的流程如图1所示,装置如图所示。

已知:(I)格氏试剂容易水解:

(Ⅱ)相关物质的物理性质如下:

(Ⅲ)三苯甲醇的相对分子质量是260,纯净固体有机物一般都有固定熔点。

请回答以下问题:
(1)图2中玻璃仪器B的名称:   ;装有无水CaCl2的仪器A的作用是   
(2)图2中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是     ;制取格氏试剂时要保持微沸,可以采用          加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品中,含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质,可以设计如下提纯方案,请填写如下空白:

其中,①操作为:     ;洗涤液最好选用       (从以下选项中选择);

A.水 B.乙醚 C.乙醇 D.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为:                             
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为           

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

铁触媒(铁的氧化物)是合成氨工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。

方案一:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(1)步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和                    
(2)若通入Cl2不足量,溶液B中还含有               会影响测定结果。
(3) 若通入Cl2过量且加热煮沸不充分,溶液B中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。
限选试剂:0.1mol L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、淀粉-KI溶液、0.1mol L-1 KSCN溶液、 品红稀溶液

实验操作
实验现象与结论
取适量溶液B于试管中,滴加        ,振荡
,放置一段时间后,观察现象。
若溶液             ,则溶液B中含Cl2
若溶液             ,则溶液B中不含Cl2
方案二 :用下列装置测定铁触媒的含铁量,确定其组成。

(4)干燥管C的作用是                                             
(5)称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得干燥管B增重ll.0g,则该铁触媒的化学式可表示为                  

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(13分)某研究性学习小组欲探究Na2CO3溶液与MgCl2溶液反应产生白色沉淀的成分,小组成员做如下实验

(1)若按所得的结论分析,甲观察到的实验现象是___________________________。
(2)在探究沉淀物成分前,甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来,洗涤并干燥。同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净,请用简单的实验证明丙的观点。
(3)同学丁认为甲结论不合理,理由是Ksp(MgCO3)___Ksp [Mg(OH)2](选填“<”或“>”),所以沉淀物未必是MgCO3。经查阅资料得知:该白色沉淀的组成应为Mgx(OH)y(CO3)z·nH2O。为确定沉
淀物的具体组成,他设计下图装置进行实验(所有夹持装置已省略)。

(4)请将丁设计的实验步骤补充完整:
①检查装置气密性;
②先装入药品,并称量相关装置的质量,后连接各装置;
③________________________________________________________;
④停止加热,持续通入空气直至实验结束,再次称量步骤②中相关装置的质量。
(5)装置E中碱石灰的作用是_________________________________________________。
三次实验所得数据如下:(部分数据已换算为相应的物质的量)
  
(6)分析实验数据可知,第_________组出现误差较大的数据,应舍去。由实验数据计算
得该白色沉淀物的组成为___________(选填序号)。
a.Mg2(OH)2CO3·3H2O       b.Mg(OH)2(CO3)2·3H2O
c.Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O    d.Mg5(OH)4(CO3)3·2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

苯甲酸是一种重要的化工产品,某学习小组设计方案制备苯甲酸。反应原理如下:

已知甲苯的熔点为-95℃,沸点为110.6℃,易挥发,密度为0.866 g·cm-3;苯甲酸的熔点为122.4℃,在25℃和95℃下溶解度分别为0.3 g和6.9 g。
【制备产品】 30.0 mL甲苯和25.0 mL 1 mol·L-1高锰酸钾溶液在80℃下反应30 min,装置如图所示:

(1)图中支管的作用是_______________________。
(2)冷凝管的作用是________;进水口为________(填“a”或“b”)。
(3)相对于用酒精灯直接加热,用沸水浴加热的优点是________;在本实验中,三颈烧瓶最合适的容积是________(填字母)。

A.50 mL B.100 mL C.200 mL D.250 mL
【分离产品】他们设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯:
 
(4)操作Ⅰ的名称是________;含有杂质的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体A,则操作Ⅱ的名称是________。
(5)操作Ⅲ的名称是________。检验B中是否含有Cl的方法如下:取少量B溶于水,在上层清液中滴加稀硝酸酸化的________溶液,若产生白色沉淀,则B中含有Cl

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