Question

6．某實驗室制取苯甲酸的過程如下：
（一）如圖所示，
向250mL三頸瓶中加入2.7mL（2.3g）甲苯和100mL水，瓶口裝儀器A，加熱至沸．從儀器A上口分批加入8.5g高錳酸鉀．用少量水（約25mL）將粘在儀器A內壁的高錳酸鉀沖洗入燒瓶內．繼續煮沸并間歇搖動燒瓶直到甲苯層消失，回流液不再有明顯油珠，反應如下：

（二）將反應混合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣二氧化錳，用玻棒小心攪動（不要使濾紙松動）．濾液并倒入400mL燒懷中，將燒杯冷卻，然后用濃鹽酸酸化，直到苯甲酸全部析出為止；得純凈的苯甲酸質量為1.83g．苯甲酸在不同溫度下的溶解度如表：

溫度/℃	4	18	75
溶解度/[g•（100gH2O）-1]	0.18	0.27	2.2

（1）儀器A的名稱是球形冷凝管，（1分）冷卻水的進出口方向低進高出
（2）加熱前，應先向三頸瓶中加入沸石，其目的是防止暴沸．
（3）反應結束時，溶液還顯紫紅色，可通過三頸瓶的一個口，向其中加入Na₂SO₃溶液，發生反應的離子方程式是2MnO₄^-+3SO₃^2-+H₂O=2MnO₂+3SO₄^2-+2OH^-．（提示：在本實驗條件下，高錳酸鉀的還原產物是MnO₂）
（4）燒杯中的濾液要快速充分冷卻，冷卻時應將燒杯應放在冷水浴中冷卻；然后用濃鹽酸酸化，目的是：（用化學方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）結合常見的化學儀器可知A為球形冷凝管，冷卻水的流向與氣流方向相反；
（2）為了防止暴沸，一般在加熱混合溶液時常加入沸石；
（3）應用高錳酸鉀的強氧化性，Na₂SO₃溶液的強還原性，兩者發生氧化還原反應，結合得失電子守恒配平；
（4）根據濾液要充分冷卻，所以應放在冷水浴中冷卻；根據高錳酸鉀將甲苯氧化成苯甲酸鉀，濃鹽酸酸化主要是將苯甲酸鉀反應生成苯甲酸；

解答 解：（1）A為球形冷凝管，冷卻水的方向采用逆流原理，應該是低進高出，故答案為：球形冷凝管；低進高出；
（2）一般在加熱混合溶液時常加入沸石，防止溶液加熱時暴沸，故答案為：沸石；防止暴沸；
（3）高錳酸鉀具有強氧化性，Na₂SO₃溶液具有強還原性，兩者發生氧化還原反應，高錳酸根被還原成二氧化錳化合價減低3價，亞硫酸根被氧化成硫酸根化合價升高2價，所以根據得失電子守恒，高錳酸根×2，亞硫酸根×3，所以離子方程式為：2MnO₄^-+3SO₃^2-+H₂O=2MnO₂+3SO₄^2-+2OH^-，
故答案為：2MnO₄^-+3SO₃^2-+H₂O=2MnO₂+3SO₄^2-+2OH^-；
（4）由于冷水浴中冷卻接觸面積大，冷卻充分；濃鹽酸酸化主要是將苯甲酸鉀反應生成苯甲酸，反應為，
故答案為：冷水浴中；；

點評 本題考查了有機實驗分離提純的步驟分析判斷，物質制備的條件應用，題干條件的分析判斷和信息應用是解題關鍵，題目難度中等．