Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室可用苯乙酮間接電氧化法合成苯甲酸，原理如圖所示：

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟I：電合成：在電解池中加入KI、20mL蒸餾水和20mL的1,4-二氧六環(huán)，攪拌至完全溶解，再加入20mL苯乙酮，連接電化學(xué)裝置，恒定電壓下電解7h；

步驟II：清洗分離：反應(yīng)停止后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至燒瓶，蒸餾除去反應(yīng)溶劑；用蒸餾水和二氯甲烷洗滌燒瓶，將洗滌液轉(zhuǎn)移至分液漏斗；用二氯甲烷萃取除去質(zhì)，分離出水相和有機(jī)相；

步驟III：制得產(chǎn)品：用濃鹽酸酸化水相至pH為1~2，接著加入飽和NaHSO3溶液，振蕩、抽濾、干燥，稱量得到產(chǎn)品7.8g；

有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表所示：

物質(zhì)	分子式	溶解性	沸點(diǎn)(℃)	密度(g/cm3)	相對(duì)分子質(zhì)量
苯乙酮	C8H8O	難溶于水	202.3	1.03	120
苯甲酸	C7H6O2	微溶于水	249	1.27	122
二氯甲烷	CH2Cl2	不溶于水	40	1.33	85

回答下列問題：

（1）步驟I中，陰極的電極反應(yīng)式為________________________ ，苯乙酮被氧化的離子方程式為_____________________

（2）步驟II蒸餾過程中，需要使用到的玻璃儀器有____________，（填標(biāo)號(hào)）除此之外還需要____________________

（3）步驟II分液過程中，應(yīng)充分振蕩，靜置分層后________（填標(biāo)號(hào)）

A．直接將有機(jī)相從分液漏斗的上口倒出

B．直接將有機(jī)相從分液漏斗的下口放出

C．先將有機(jī)相從分液漏斗的下口放出，再將水相從下口放出

D．先將有機(jī)相從分液漏斗的下口放出，再將水相從上口倒出

（4）步驟III中，加入濃鹽酸的目的是____________________

（5）步驟III中，加入飽和NaHSO3溶液，水相中的顏色明顯變淺，說明過量的I2被還原為I－，其離子方程式為_______________________

（6）本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是______________（保留小數(shù)后一位有效數(shù)字）

（7）得到的粗苯甲酸可用____________法進(jìn)行提純。

Answer 1

【答案】H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－ + 3IO- = + CHI3 + 2OH- a、c、d、e、g （直形）冷凝管 D 將苯甲酸鹽轉(zhuǎn)化為苯甲酸 HSO3-+I2+H2O=SO42-+3H++2I- 37.6% 重結(jié)晶法

【解析】

(1)步驟I中，陰極水得電子放出氫氣，苯乙酮被IO3-氧化為和CHI3；

(2)根據(jù)蒸餾裝置分析儀器；

(3)分液操作，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出；

(4) 根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸回答；

(5) HSO3-被I2氧化為SO42-；

(6)產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量×100%；

(7)根據(jù)苯甲酸的溶解性分析提純方法。

(1)步驟I中，陰極水得電子放出氫氣，陰極反應(yīng)式是H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－，苯乙酮被IO3-氧化為和CHI3，反應(yīng)的離子方程式為+ 3IO-=+ CHI3 + 2OH-；

（2）根據(jù)蒸餾裝置，需要使用到的玻璃儀器有a、c、d、e、g，除此之外還需要（直形）冷凝管；

（3）二氯甲烷的密度大于水，有機(jī)相在下層，先將有機(jī)相從分液漏斗的下口放出，再將水相從上口倒出，故選D；

(4) 水相中含有苯甲酸鹽，加入濃鹽酸，苯甲酸鹽和濃鹽酸反應(yīng)生成弱酸苯甲酸，所以步驟III中，加入濃鹽酸的目的是將苯甲酸鹽轉(zhuǎn)化為苯甲酸；

(5)步驟III中，加入飽和NaHSO3溶液，水相中的顏色明顯變淺，說明過量的I2被還原為I－，HSO3-被I2氧化為SO42-，其離子方程式為HSO3-+I2+H2O=SO42-+3H++2I-；

(6) 根據(jù)+ 3IO-=+ CHI3 + 2OH-，1mol苯乙酮生成1mol苯甲酸，20mL苯乙酮的質(zhì)量是20mL×1.03=20.6g，苯乙酮的物質(zhì)的量是0.17mol，理論上生成苯甲酸的物質(zhì)的量是0.17mol，質(zhì)量是0.17mo×122g/mol=20.74g，產(chǎn)率=7.8÷20.74×100%=37.6%；

(7)苯甲酸微溶于水，用重結(jié)晶法提純苯甲酸。