Question

20．苯甲醛（）、苯甲酸（）都是重要的化工原料，都可用甲苯（）為原料生產(chǎn)．下表列出了有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，請回答：

名稱	性狀	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	相對密度 ρ水=1g/cm3	溶解性
					水	乙醇
甲苯	無色液體易燃易揮發(fā)	-95	110.6	0.8660	不溶	互溶
苯甲醛	無色液體	-26	179	1.0440	微溶	互溶
苯甲酸	白色片狀或針狀晶體	122.1	249	1.2659	微溶	易溶

注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶．
實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置模擬制備苯甲醛．實(shí)驗(yàn)時(shí)先在三頸瓶中加入0.5g固態(tài)難溶性催化劑，再加入15mL冰醋酸和
2mL甲苯，攪拌升溫至70℃，同時(shí)緩慢加入12mL過氧化氫，在此溫度下攪拌反應(yīng)3小時(shí)．
（1）儀器a的主要作用是冷凝回流，防止甲苯揮發(fā)導(dǎo)致產(chǎn)率降低．三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為．
（2）經(jīng)測定，反應(yīng)溫度升高時(shí)，甲苯的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，但溫度過高時(shí)，苯甲醛的產(chǎn)量卻有所減少，可能的原因是溫度過高時(shí)過氧化氫分解速度加快，實(shí)際參加反應(yīng)的過氧化氫質(zhì)量減小，影響產(chǎn)量．
（3）反應(yīng)完畢后，反應(yīng)混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫時(shí)，還應(yīng)經(jīng)過過濾、蒸餾（填操作名稱）等操作，才能得到苯甲醛粗產(chǎn)品．
（4）實(shí)驗(yàn)中加入過量的過氧化氫并延長反應(yīng)時(shí)間時(shí)，會(huì)使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸．
①若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸，正確的操作步驟是dacb（按步驟順序填字母）．
a．對混合液進(jìn)行分液                 b．過濾、洗滌、干燥
c．水層中加人鹽酸調(diào)節(jié)pH=2         d．與適量碳酸氫鈉溶液混合振蕩
②若對實(shí)驗(yàn)①中獲得的苯甲酸產(chǎn)品進(jìn)行純度測定，可稱取2.500g產(chǎn)品，溶于100mL乙醇配成溶液，量取所得的乙醇溶液10.00mL于錐形瓶，滴加2～3滴酚酞指示劑，然后用預(yù)先配好的0.1000mol/LKOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KOH溶液20.00mL．產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.60%．下列情況會(huì)使測定結(jié)果偏低的是ad（填字母）．
a．滴定時(shí)俯視讀取耗堿量       b．堿式滴定管用蒸餾水洗凈后即盛裝KOH標(biāo)準(zhǔn)液
c．配制KOH標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)仰視定容       d．將酚酞指示劑換為甲基橙溶液．

Answer 1

分析 （1）由儀器a結(jié)構(gòu)可知為球形冷凝管，甲苯揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)率降低；三頸瓶中甲苯被過氧化氫氧化生成苯甲醛，同時(shí)還生成水；
（2）但溫度過高時(shí)過氧化氫分解，實(shí)際參加反應(yīng)的過氧化氫質(zhì)量減��；
（3）反應(yīng)完畢后，反應(yīng)混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫時(shí)，先過濾分離固體催化劑，再利用蒸餾的方法分離出苯甲酸；
（4）實(shí)驗(yàn)中加入過量的過氧化氫并延長反應(yīng)時(shí)間時(shí)，會(huì)使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸．
①先與碳酸氫鈉反應(yīng)之后為苯甲酸鈉，再分液分離，水層中加入鹽酸得到苯甲酸晶體，最后過濾分離得到苯甲酸；
②苯甲酸的物質(zhì)的量等于消耗KOH物質(zhì)的量，再計(jì)算產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
a．滴定時(shí)俯視讀取耗堿量，會(huì)使KOH溶液體積讀數(shù)偏�。�
b．堿式滴定管用蒸餾水洗凈后即盛裝KOH標(biāo)準(zhǔn)液，導(dǎo)致消耗氫氧化鉀溶液體積偏大；
c．配置KOH標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)仰視定容，液面在刻度線上方，配制標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大、濃度偏小，導(dǎo)致滴定時(shí)消耗KOH溶液體積偏大；
d．將酚酞指示劑換為甲基橙溶液，終點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性，消耗氫氧化鉀溶液體積偏小．

解答 解：（1）由儀器a結(jié)構(gòu)可知為球形冷凝管，甲苯揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)率降低，冷凝回流，防止甲苯揮發(fā)導(dǎo)致產(chǎn)率降低；
三頸瓶中甲苯被過氧化氫氧化生成苯甲醛，同時(shí)還生成水，反應(yīng)方程式為：，
故答案為：冷凝回流，防止甲苯揮發(fā)導(dǎo)致產(chǎn)率降低；；
（2）但溫度過高時(shí)過氧化氫分解速度加快，實(shí)際參加反應(yīng)的過氧化氫質(zhì)量減小，苯甲醛的產(chǎn)量卻有所減少，
故答案為：溫度過高時(shí)過氧化氫分解速度加快，實(shí)際參加反應(yīng)的過氧化氫質(zhì)量減小，影響產(chǎn)量；
（3）反應(yīng)完畢后，反應(yīng)混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫時(shí)，先過濾分離固體催化劑，再利用蒸餾的方法分離出苯甲酸，
故答案為：過濾、蒸餾；
（4）實(shí)驗(yàn)中加入過量的過氧化氫并延長反應(yīng)時(shí)間時(shí)，會(huì)使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸．
①先與碳酸氫鈉反應(yīng)之后為苯甲酸鈉，再分液分離，水層中加入鹽酸得到苯甲酸晶體，最后過濾分離得到苯甲酸，再洗滌、干燥得到苯甲酸，故正確的操作步驟是：dacb，
故答案為：dacb；
②若對實(shí)驗(yàn)①中獲得的苯甲酸產(chǎn)品進(jìn)行純度測定，可稱取2.500g產(chǎn)品，溶于100mL乙醇配成溶液，量取所得的乙醇溶液10.00mL于錐形瓶，滴加2～3滴酚酞指示劑，然后用預(yù)先配好的0.1000mo/L KOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KOH溶液20.00mL．
苯甲酸的物質(zhì)的量等于消耗KOH物質(zhì)的量，則2.500g產(chǎn)品中苯甲酸為0.020L×0.1mol/L×$\frac{100ml}{10ml}$×122g/mol=2.44g，產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.44g}{2.500g}$×100%=97.60%；
a．滴定時(shí)俯視讀取耗堿量，會(huì)使KOH溶液體積讀數(shù)偏小，計(jì)算苯甲酸的質(zhì)量偏小，測定結(jié)果偏低，故a符合；
b．堿式滴定管用蒸餾水洗凈后即盛裝KOH標(biāo)準(zhǔn)液，導(dǎo)致消耗氫氧化鉀溶液體積偏大，測定結(jié)果偏高，故b不符合；
c．配置KOH標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)仰視定容，液面在刻度線上方，配制標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大、濃度偏小，導(dǎo)致滴定時(shí)消耗KOH溶液體積偏大，測定結(jié)果偏高，故c不符合；
d．將酚酞指示劑換為甲基橙溶液，終點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性，消耗氫氧化鉀溶液體積偏小，測定結(jié)果偏低，故d符合，
故答案為：97.60%；ad．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物合成實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、對操作的分析評價(jià)、物質(zhì)含量測定等，較好的考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的應(yīng)用、閱讀獲取信息的能力以及知識遷移應(yīng)用，難度中等．