(14分) 芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理：
反应试剂、产物的物理常数：
| 名称 |
相对分 子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
| 水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
| 甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
| 苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下：
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时， 反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
（1）无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ为 。
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是 。
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ，分液，水层再加入 ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。
（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。
有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置（夹持装置等已省略）,其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏（间歇性）地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:
（1）A中发生反应的化学方程式:___________________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:____________________________________。
（2）M处发生反应的化学方程式为_______________________________________。
（3）从M管中可观察到的现象:__________________________________________,
从中可认识到该实验过程中催化剂（填“参加”或“不参加”）化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
（4）实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应（填“能”或“不能”）继续进行,其原因是__________________________________________________。
（5）验证乙醇氧化产物的操作方法是____________________________________。
(9分)（1）下图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。
①气体X的分子式是。
②所选择的药品a是，c是。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是（填“乙”或“丙”）
④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式。
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu2＋浓度差异引起了这种现象，你认为（填“正确”或“不正确”），依据是：；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu2＋与NO2混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是；
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是mL。
(4分)工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：
请回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式为________。
（2）操作I、操作II、操作III都是_______（填操作名称），实验室要洗涤Al(OH)3沉淀，如何检验该沉淀已洗干净。
（3）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。
(4分)为测定含有Na2O杂质的Na2O
样品的纯度，甲同学设计以下的方案。
用图所示装置，通过测定NaO2与C0反应生成0的体积来测定样品的纯度。
（1）C中所盛的药品是____________
（2）A中橡皮管的作用是____________
（3）利用该实验方案所测NaO的纯度明显偏大，其原因可能是__________ (填选项字母)。
a．装置A、B中的空气对测定结果产生了影响
b．装置C中的空气对测定结果产生了影响
c．读数时U形量气管中的液面左低右高
d．读数时U形量气管中的液面左高右低
（4）该法步骤相对麻烦，请设计一种简便的实验方法完成实验目的，画简图说明即可。
(10分)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
（1）从图中选择制取气体的合适装置：氮气。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用有干燥气体、、______________。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：________________________________________。
（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：，锥形瓶中还可观察到的现象是：、产生白烟。用化学方程式解释现象产生的原因。