Question

苯甲醛在醫藥、染料、香料等行業有著廣泛的應用。實驗室通過下圖所示的流程由甲苯氧化制備苯甲醛。

試回答下列問題：
（1）Mn₂O₃氧化甲苯的反應中需要不斷攪拌，攪拌的作用是______________。
（2）甲苯經氧化后得到的混合物通過結晶、過濾進行分離。該過程需將混合物冷卻，其目的是_________。
（3）實驗過程中，可循環使用的物質分別為_________、_________。
（4）實驗中分離甲苯和苯甲醛采用的操作I是_________，其原理是_________。
（5）實驗中發現反應時間不同苯甲醛的產率也不同（數據見下表）。

請結合苯甲醛的結構，分析當反應時間過長時，苯甲醛產率下降的原因：____________。

Answer 1

（1）使反應物充分接觸，增大反應速率；

（2）降低MnSO₄的溶解度；

（3）稀硫酸，甲苯；

（4）蒸餾，利用甲苯和苯甲醛的沸點差異使兩者分離；

（5）部分苯甲醛被氧化成苯甲酸。

【試題分析】
本題以從甲苯制取苯甲醛考查了同學們對提高催化劑催化效率、加快反應速率、物質循環使用、提高化工產率的方法、化學基本實驗操作等知識的掌握情況。甲苯氧化的反應為CH₃+2Mn₂O₃+4H₂SO₄CHO+4MnSO₄+5H₂O，故反應后得到的混合物中含有甲苯、苯甲醛、硫酸錳、水和多余的硫酸等，反應過程中要不斷地加熱，同時由于Mn₂O₃是不溶于水的粉末，為了擴大接觸面積達到加快反應的目的，氧化過程中需要不斷攪拌；過濾的目的是將未反應的Mn₂O₃和生成的硫酸錳分離出去，降溫可以減小MnSO₄的溶解度，有利于其以晶體的形式析出；油水分離的方法是分液，水相是稀硫酸溶液，可以循環使用，油相是甲苯和苯甲醛的混合物，用蒸餾的方法可使兩者分離，甲苯可以循環使用，苯甲醛則是產品。