Question

【題目】實驗室中制備對氯苯甲酸的反應以及裝置如圖所示：

常溫下，物質的有關數據和性質如表所示：

	熔點/℃	沸點/℃	密度/g·cm－3	顏色	水溶性
對氯甲苯	7.5	162	1.07	無色	難溶
對氯苯甲酸	243	275	1.54	白色	微溶
對氯苯甲酸鉀	具有鹽的通性，屬于可溶性鹽

實驗步驟：在規格為250mL的儀器A中加入一定量的催化劑、適量KMnO4、100mL水；安裝好裝置，在滴液漏斗中加入6.00mL對氯甲苯，在溫度為93℃左右時，逐滴滴入對氯甲苯；控制溫度在93℃左右，反應2h，過濾，將濾渣用熱水洗滌，使洗滌液與濾液合并，加入稀硫酸酸化，加熱濃縮，冷卻，然后過濾，將濾渣用冷水進行洗滌，干燥后稱量其質量。

請回答下列問題：

(1)儀器A的名稱為______________________。

(2)儀器B是冷凝管，其起到的主要作用是：________________，實驗過程中，冷卻水從________口。

(3)實驗過程中兩次過濾、洗滌操作，第一次過濾的濾渣成分為___________(填化學式)，洗滌該濾渣用熱水，目的是_________________________________，第二次過濾后，洗滌濾渣用冷水，目的是______________________。

(4)過濾、洗滌操作中能用到的儀器是___________(填選項字母)。

a.燒杯 b.分液漏斗 c.錐形瓶 d.玻璃棒

(5)第一次過濾后的濾液中加入硫酸，出現的現象是___________。

(6)如圖是溫度對對氯苯甲酸產率的影響關系，最后干燥、稱量得到的對氯苯甲酸的質量為___________(保留小數點后兩位)。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 冷凝回流 a MnO2 減少對氯苯甲酸鉀的損失 降低對氯苯甲酸中雜質的含量，減少對氯苯甲酸的溶解損失 ad 出現白色沉淀 6.59g

【解析】

根據實驗裝置信息結合實驗過程分析解答；根據表格信息、圖像信息分析解答；根據化學轉化中的物質化學計量變化進行計算；一定量的對氯甲苯和適量KMnO4在93℃反應一段時間后停止反應生成對氯苯甲酸鉀和二氧化錳，二氧化錳不溶于水，加入稀硫酸酸化，生成對氯苯甲酸，對氯苯甲酸屬于可溶性鹽，加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，洗滌濾渣得對氯苯甲酸．

一定量的對氯甲苯和適量KMnO4在93℃反應一段時間后停止反應生成對氯苯甲酸鉀和二氧化錳，二氧化錳不溶于水，加入稀硫酸酸化，生成對氯苯甲酸，對氯苯甲酸屬于可溶性鹽，加熱濃縮、冷卻結晶、過濾，洗滌濾渣得對氯苯甲酸。

(1)儀器A具有三個頸口，即三頸燒瓶，

故答案為：三頸燒瓶；

(2)冷凝管的作用主要是冷凝回流，冷凝管應該是a進水，b出水，使水與被冷凝物充分接觸，故答案為：冷凝回流，a；

(3)對氯甲苯和適量KMnO4反應生成對氯苯甲酸鉀和二氧化錳，二氧化錳不溶于水，所以第一步過濾得到濾渣MnO2，將濾渣用熱水洗滌，可減小對氯苯甲酸鉀的損耗；濾液中加入稀硫酸酸化，對氯苯甲酸鉀與稀硫酸反應生成對氯苯甲酸，對氯苯甲酸微溶于水，熱水洗滌可能增大對氯苯甲酸的溶解度使其損耗，用冷水進行洗滌既可除去對氯苯甲酸表面的可溶性雜質還能減小對氯苯甲酸的損耗；

故答案為：MnO2；減少對氯苯甲酸鉀的損失；降低對氯苯甲酸中雜質的含量，減少對氯苯甲酸的溶解損失；

(4) 過濾、洗滌操作中能用到的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

故答案為：ad；

(5) 濾液中加入稀硫酸酸化，對氯苯甲酸鉀與稀硫酸反應生成對氯苯甲酸，對氯苯甲酸微溶于水，是白色沉淀，可觀察到的實驗現象是產生白色沉淀；

故答案為：出現白色沉淀；

(6)有圖像可知，該反應在93℃時對氯苯甲酸的產率最高為83%，有信息提示可知，對氯甲苯與對氯苯甲酸的物質的量之比為1:1，所以n(對氯甲苯)=n(對氯苯甲酸)===0.051mol,m(對氯苯甲酸)= 0.051mol×156.5g/mol×83%=6.59g，

故答案為：6.59g。