Question

苯甲醛在醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用．實(shí)驗(yàn)室通過如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(yīng)需要不斷的攪拌，攪拌的作用是

 

．
（2）甲苯經(jīng)氧化后的得到的混合物通過結(jié)晶、過濾進(jìn)行分離．該過程需要將混合物冷卻，其目的是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，可循環(huán)使用的物質(zhì)分別為

 

、

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)中分離甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ的名稱是

 

，其原理是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時(shí)間不同苯甲醛的產(chǎn)率也不同（數(shù)據(jù)見下表）

反應(yīng)時(shí)間/h	1	2	3	4	5
苯甲醛產(chǎn)率/%	76.0	87.5	83.6	72.5	64.8

請(qǐng)結(jié)合苯甲醛的結(jié)構(gòu)，分析當(dāng)反應(yīng)時(shí)間過長時(shí)，苯甲醛產(chǎn)率下降的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：根據(jù)流程，甲苯與氧化錳、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、苯甲醛，通過結(jié)晶、過濾分離出硫酸錳，對(duì)濾液進(jìn)行油水分離、蒸餾操作獲得苯甲醛，其中稀硫酸和甲苯可以循環(huán)利用，
（1）通過不斷攪拌，使甲苯、稀硫酸和Mn₂O₃充分混合，加快反應(yīng)速率；
（2）通過降低MnSO₄的溶解度，析出更多的MnSO₄晶體；
（3）根據(jù)制備流程判斷循環(huán)利用的物質(zhì)名稱；
（4）分離苯甲醛與甲苯，可利用二者沸點(diǎn)不同，通過蒸餾進(jìn)行分離；
（5）醛基容易被氧化成羧基，據(jù)此判斷反應(yīng)時(shí)間過長時(shí)，苯甲醛產(chǎn)率下降的原因．

解答： 解：根據(jù)圖示流程可知，甲苯與氧化錳、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、苯甲醛，通過結(jié)晶、過濾分離出硫酸錳，對(duì)濾液進(jìn)行油水分離、蒸餾操作獲得苯甲醛，其中稀硫酸和甲苯可以循環(huán)利用，
（1）固體Mn₂O₃與液態(tài)甲苯反應(yīng)，接觸面積小，反應(yīng)速率較慢，故反應(yīng)時(shí)需進(jìn)行攪拌，使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)速率，
故答案為：使反應(yīng)物充分接觸，增大反應(yīng)速率；
（2）所得混合物中含MnSO₄ 苯甲醛等，為使其分離需降低MnSO₄的溶解度，所以需要冷卻，
故答案為：降低MnSO₄的溶解度；
（3）由所給反應(yīng)的流程圖可知，參與循環(huán)操作的物質(zhì)是稀H₂SO₄和甲苯，
故答案為：稀硫酸；甲苯；
（4）甲苯和苯甲醛是相互溶解的有機(jī)物，可利用其沸點(diǎn)的差異，采用蒸餾的方法分離，
故答案為：蒸餾；利用甲苯與苯甲醛的沸點(diǎn)差異，使二者分離；
（5）由于醛基的還原性較強(qiáng)，苯甲醛易被O₂等氧化成苯甲酸，故反應(yīng)所用時(shí)間越長，產(chǎn)率越低，
故答案為：部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸．

點(diǎn)評(píng)：本題主要從苯甲醛的合成為載體考查攪拌、過濾、結(jié)晶、蒸餾等基本操作的知識(shí)，題目難度中等，明確圖示制備流程及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．