苯甲酸(C6 H 5COOH)是一种重要的化工原料,广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸的步骤如下:
步骤一:在如图甲所示装置的三颈瓶中加入2.7mL甲苯(2.3g)、100mL水和2~3片碎瓷片,开动电动搅拌器,a中通入流动的水,在石棉网上加热至沸腾,然后分批加人8.5g高锰酸钾,在100℃时,继续搅拌约4~5h,再停止反应。
步骤二:将反应后的混合液过滤,滤液用浓盐酸酸化后用图乙所示的装置抽滤得粗产品。
步骤三:将粗产品进行重结晶即得纯品苯甲酸。
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
(1)仪器A的名称为___________,其出水口是___________(填“a”或“b”)。
(2)步骤一中,应在三颈瓶中观察到_________________________________的现象时才停正反应。
(3)反应结束时,测得三颈瓶中混合液为碱性,则三颈瓶内发生反应的化学方程式为_________________________________(在本实验条件下,高锰酸钾的还原产物是MnO2)
(4)步骤二中抽滤的优点是____________________________________________。
(5)如图乙所示抽滤完毕时,应先断开______________________之间的橡皮管。
(6)步骤二中,如果滤液呈紫色,要先加KHSO3,原因是______________________。
(7)若提纯得到2.9g苯甲酸,则甲酸的产率是___________%。(保留到小数点后一位)
高三化学实验题困难题
苯甲酸(C6 H 5COOH)是一种重要的化工原料,广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸的步骤如下:
步骤一:在如图甲所示装置的三颈瓶中加入2.7mL甲苯(2.3g)、100mL水和2~3片碎瓷片,开动电动搅拌器,a中通入流动的水,在石棉网上加热至沸腾,然后分批加人8.5g高锰酸钾,在100℃时,继续搅拌约4~5h,再停止反应。
步骤二:将反应后的混合液过滤,滤液用浓盐酸酸化后用图乙所示的装置抽滤得粗产品。
步骤三:将粗产品进行重结晶即得纯品苯甲酸。
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
(1)仪器A的名称为___________,其出水口是___________(填“a”或“b”)。
(2)步骤一中,应在三颈瓶中观察到_________________________________的现象时才停正反应。
(3)反应结束时,测得三颈瓶中混合液为碱性,则三颈瓶内发生反应的化学方程式为_________________________________(在本实验条件下,高锰酸钾的还原产物是MnO2)
(4)步骤二中抽滤的优点是____________________________________________。
(5)如图乙所示抽滤完毕时,应先断开______________________之间的橡皮管。
(6)步骤二中,如果滤液呈紫色,要先加KHSO3,原因是______________________。
(7)若提纯得到2.9g苯甲酸,则甲酸的产率是___________%。(保留到小数点后一位)
高三化学实验题困难题查看答案及解析
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸,反应过程如下:
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·cm-3 | 在水中溶解性 |
甲苯 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 难溶 |
苯甲酸钾 | 121.5~123.5 | 易溶 | ||
苯甲酸 | 122.4 | 248 | 1.2659 | 微溶 |
(1)将步骤①得到混合物加少量水,分离有机相和水相。有机相在________(填“上”或“下”)层;实验操作的名称是________。
(2)步骤②用浓盐酸酸化的目的是________。
(3)减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有________、________(填仪器名称)。
(4)已知温度越低苯甲酸的溶解度越小,但为了得到更多的苯甲酸晶体,重结晶时并非温度越低越好,理由是________。
(5)重结晶时需要趁热过滤,目的是________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业.某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸,反应过程如下:
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g•cm-3 | 在水中溶解性 |
甲苯 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 难溶 |
苯甲酸钾 | 121.5~123.5 | 易溶 | ||
苯甲酸 | 122.4 | 248 | 1.2659 | 微溶 |
(1)将步骤①得到混合物加少量水,分离有机相和水相,有机相在______________(填“上”或“下”)层;实验操作的名称是______________。
(2)步骤②用浓盐酸酸化的目的是______________。
(3)减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有______________(填仪器名称).
(4)已知温度越低苯甲酸的溶解度越小,但为了得到更多的苯甲酸晶体,重结晶时并非温度越低越好,理由是______________。
(5)重结晶时需要趁热过滤,目的是______________。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
对硝基苯甲酸()是一种广泛用于医药、染料、感光材料等的重要精细化工中间体。工业上以对硝基甲苯()、Cr(SO)3等物质为主要原料,通过间接电合成法制备对硝基苯甲酸,生产工艺流程如下:
已知:①对硝基甲苯:黄色晶体,熔点为51.7℃,沸点为238.5℃,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯。②对硝基苯甲酸:黄色晶体,熔点为242℃,沸点为359℃,微溶于水,溶于乙醇,能升华。
回答下列问题:
(1)电解制备Cr2O72-:用H型隔膜电解槽电解制备Cr2O72-,装置如下图1所示。外接电源的负极为__(填“A”或“B”),反应II的离子方程式为_______。
(2)氧化制备对硝基苯甲酸:用上图2所示装置制备对硝基苯甲酸,具体过程如下:
步骤1:向250 mL三颈烧瓶中依次加入一定量含Cr2O72-的电解液、对硝基甲苯,搅拌、水浴升温到设定温度,恒温下进行反应,直至反应液由棕红色变为墨绿色时为止。
步骤2:待反应混合物冷却至室温后,与适量冰水充分混合,抽滤。滤液返回电解槽中重新电解。
步骤3:把步骤2中抽滤所得固体溶于5%的热NaOH溶液中(约60℃),待温度降到50℃时,抽滤,向滤液中加入过量2 mol/L H2SO4,析出黄色沉淀,再抽滤,并用冷水洗涤,然后在低于80℃的条件下烘干,可得粗产品。
①仪器X的名称是_____,冷却水应从___口进入(填“a”或“b”)。
②步骤2中,抽滤所得固体的主要成分是_____。
③步骤3中,用NaOH溶液处理后,需待温度降到50℃时进行抽滤的原因是______。
④制得的粗产品需要进一步纯化,根据对硝基苯甲酸的有关性质可知,对其进行纯化还可以采用_____法完成。
⑤该合成技术的优点是实现了____(填化学式)的循环利用,绿色环保。
(3)测定对硝基苯甲酸的纯度:称取1.670 g粗产品,配成100 mL溶液,取25.00 mL溶液,用0.1000 mol·L-1 KOH溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗KOH溶液的体积如下表所示。已知:对硝基苯甲酸的摩尔质量为167.0 g·mol-1,则对硝基苯甲酸的纯度为_____。
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
体积( mL) | 23.00 | 23.10 | 21.40 | 22.90 |
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(8分)苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其它食品的抑菌剂,也可广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,制备流程为:
操作步骤如下:① 将一定量的甲苯和碱性KMnO4溶液加热至沸腾,并冷凝回流至混合液不再分层。② 反应停止后,将反应混合液过滤,滤渣为黑色固体;得到的滤液如果呈紫色,可加入少量的饱和亚硫酸钠溶液使紫色褪去,重新过滤。③ 将②中所得滤液经一系列操作得到苯甲酸晶体。
已知:苯甲酸相对分子质量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;
(1)该实验合成苯甲酸钾可能用到的下列仪器有__________。
A.圆底烧瓶 B.蒸馏烧瓶 C.冷凝管 D.温度计
(2)第①步中被回流的主要物质是____________________。
(3)写出滴加饱和亚硫酸钠溶液时的离子方程式______________________________。
(4)步骤③得到苯甲酸晶体应进行操作是________(按操作顺序填正确答案序号)。
A.酸化 B.过滤 C.蒸发浓缩 D.冷却结晶
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
苯甲酸()广泛应用于制药和化工行业。某小组同学尝试利用甲苯()的氧化反应制备苯甲酸,反应原理为:
+2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O
+HCl+KCl
相关物质的部分信息如下表:
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度 /g•mL-1 | 溶解度 | |
4℃冷水 | 75℃热水 | ||||||
甲苯 | 92 | 无色液体易燃易挥发 | -95 | 110.6 | 0.87 | 不溶 | 不溶 |
苯甲酸 | 122 | 白色片状或针状晶体 | 122.4 | 248 | 1.27 | 0.18 | 2.20 |
实验装置(部分夹持装置已略去)和流程如下:
请回答:
(1)装置一中A的名称为___,在本实验中,下列规格的A中最合适的是___(填字母)。
A.50 mL B.100mL C.150 mL D.250 mL
(2)相对于用酒精灯直接加热,用热水浴加热的优点是_____。
(3)判断甲苯被氧化完全的实验现象是_____。
(4)抽滤可利用装置二完成,抽滤的优点是____。抽滤1后洗涤固体应选___(填序号,下同),抽滤2后洗涤固体应选_____。
A.4 °C冷水 B.75 °C热水 C.A和B均可
(5)混合液A中加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_____,若不加入,产生的主要问题是____。
(6)纯化固体时可采用的物理方法的名称是___。
(7)若加入1.4 mL甲苯,纯化后所得产品的质量为1.0 g,则苯甲酸的产率为___。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
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 g。
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苯甲酸溶液,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。
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
体积(mL) | 24.00 | 24.10 | 22.40 | 23.90 |
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②中趁热过滤的目的是 ,操作I的名称 。
(4)步骤③中用到的定量仪器有分析天平, ,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将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
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 g。
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:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
体积(mL) | 24.00 | 24.10 | 22.40 | 23.90 |
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”)。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
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”)。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
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; 酸性: 苯甲酸>醋酸
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.水层中加入盐酸调节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1.200g产品,溶于100mL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/L 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________。
③下列情况会使测定结果偏低的是__________(填字母)。
a.滴定终点时俯视读取耗碱量 b.KOH标准液长时间接触空气
c.配制KOH标准液时仰视定容 d.将酚酞指示剂换为甲基橙溶液
高三化学实验题极难题查看答案及解析