国家开放大学电大专科《农科基础化学》形考任务4试题及答案

国家开放大学电大专科农科基础化学形考任务4试题及答案实验一 苯甲酸的制备实验一、试验目的 掌握甲苯液相氧化法制备苯甲酸的原理和方法。掌握回流、减压过滤的操作步骤。二、实验原理 苯甲酸（benzoic acid）俗称安息香酸，常温常压下是鳞片状或针状晶体，有苯或甲醛的臭味，易燃。密度1.2659（25），沸点249.2，折光率1.53947（15），微溶于水易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、四氯化碳和松节油。可用作食品防腐剂、醇酸树脂和聚酰胺的改性剂、医药和染料中间体，还可以用于制备增塑剂和香料等。此外，苯甲酸及其钠盐还是金属材料的防锈剂。苯甲酸的工业生产方法有三种：甲苯液相空气氧化法、三氯甲苯水解法、邻苯二甲酸酐脱酸法。其中以空气氧化法为主。氧化反应是制备羧酸的常用方法。芳香族羧酸通常用氧化含有-H的芳香烃的方法来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强裂氧化时，最终都氧化成羧基。制备羧酸采用的都是比较强烈的氧化条件，而氧化反应一般都是放热反应，所以控制反应在一定的温度下进行是非常重要的。如果反应失控，不但要破坏产物，使产率降低，有时还有发生爆炸的危险 本实验是用KMnO4为氧化剂由甲苯制备苯甲酸，反应式如下： 主要反应： 三、主要仪器和药品 三口烧瓶（250ml）、球形冷凝管、温度计（0200）、量筒（5ml）、抽滤瓶（500ml）、布式漏斗、托盘天平、电热套、玻璃水泵、胶管等。甲苯、高锰酸钾、浓盐酸、亚硫酸氢钠、刚果红试纸。四、实验装置图 五、 实验内容 1.氧化：在250ml两口烧瓶种加入2.7ml甲苯、8.5g高锰酸钾和100ml蒸馏水及几粒沸石，中口装上冷凝管，侧口装上温度计，注意温度计的水银球浸入液面。用电热套加热至沸，间歇振荡，直到观察不到甲苯层（此时温度不再升高），回流液中不出现油珠为止（大约4h）。在实验中注意记录实验现象变化（从沸腾开始每10min记录一次），直到温度30min内无变化时就出现上述现象。（温度和反应有什么关系） 2.过滤：将反应混合液趁热减压过滤，并用少量热水洗涤滤渣，放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化（用刚果红试纸检验），陈化30min直到苯甲酸全部析出，再减压过滤，用少量了冷水洗涤，将析出的苯甲酸在5060下干燥即得产品，计算产率（约4060）。六、注意事项 滤液如呈紫色，可加入少量亚硫酸氢钠使紫色褪去后重新减压过滤。苯甲酸在水中得溶解度随温度的升高而增大。滴加浓盐酸酸化时，须慢加，不可过快和过量太多。七、思考题 1.氧化反应中，影响苯甲酸产量的主要因素有那些？ 2.反应完毕后，滤液为什么呈紫色？为什么加亚硫酸氢钠可以褪去紫色？ 3.精制苯甲酸还有什么方法？