高秀春

（徐州市侯集中學(xué) 江蘇 徐州 221121）

苯酚的趣味實(shí)驗(yàn)

高秀春

（徐州市侯集中學(xué) 江蘇 徐州 221121）

本文通過(guò)苯酚性質(zhì)的深層探究，深刻認(rèn)識(shí)和理解酚羥基的特性、苯酚的弱酸性、苯酚與濃溴水的反應(yīng)及苯酚的鑒別、提純和除雜等問(wèn)題，體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

苯酚的酸性；苯酚的鑒別；苯酚的除雜；苯酚和濃溴水的反應(yīng)；苯酚與氯化鐵的反應(yīng)

酚羥基和醇羥基上的氫原子活潑性到底如何比較？苯酚的酸性極弱，到底弱到什么程度？苯和苯酚到底如何鑒別？如何分離？苯酚和溴水反應(yīng)，為什么要強(qiáng)調(diào)向少量的苯酚的稀溶液中滴加過(guò)量的濃溴水？如此等等?？梢哉f(shuō)學(xué)完酚以后，教師和學(xué)生總是意猶未盡，有很多問(wèn)題急需解決。因此，在學(xué)習(xí)完本節(jié)之后，針對(duì)現(xiàn)實(shí)的、有意義的和富有挑戰(zhàn)性的知識(shí)和問(wèn)題，我們?yōu)榛瘜W(xué)興趣小組特別設(shè)計(jì)安排了關(guān)于苯酚實(shí)驗(yàn)探究的四個(gè)專題，讓學(xué)生在強(qiáng)化動(dòng)手實(shí)踐、自主探索與合作交流的過(guò)程中，重點(diǎn)解決學(xué)習(xí)中遇到的疑難問(wèn)題，學(xué)會(huì)全面的看待問(wèn)題，且能更深層次的掌握所學(xué)知識(shí)。下面是師生共同研究的結(jié)果，不當(dāng)之處，請(qǐng)各位同仁給予批評(píng)和指正。

一、酚羥基的性質(zhì)研究

1.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）把黃豆大小的鈉投入到盛3mL苯的試管中，鈉沉入試管底部，無(wú)氣泡產(chǎn)生，再加入1mL水，水在下層，有少量氣泡產(chǎn)生，鈉在兩液體分界處上下浮動(dòng)，反應(yīng)較平穩(wěn)，反應(yīng)后溶液變渾濁且試管有點(diǎn)熱；向變渾濁的試管中加入約3mL水，振蕩，靜置，溶液澄清且分層；再向澄清的溶液中滴加3滴稀醋酸，可以看到下層溶液有白色沉淀生成，振蕩，靜置，溶液又澄清，且分為上下兩層。

（2）把黃豆大小的鈉分別投入到兩支盛3mL苯的試管中，鈉沉入試管底部，無(wú)氣泡產(chǎn)生，再向兩試管中分別同時(shí)加入約2g苯酚和1mL無(wú)水酒精，可以看到，加入酒精的試管剛開(kāi)始時(shí)有極少量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)很慢，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生氣體的速率越來(lái)越快，但并不是很快，鈉始終沉在底部，反應(yīng)較平穩(wěn)，反應(yīng)后為澄清溶液且試管有點(diǎn)熱；加入苯酚的試管剛開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生的氣泡比酒精多，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，速率有點(diǎn)減慢，鈉最后浮到上面，反應(yīng)后為渾濁溶液而試管一點(diǎn)也不熱。

（3）把黃豆大小的鈉分別投入到兩支盛3mL丙酮的試管中，鈉沉入試管底部，無(wú)氣泡產(chǎn)生，再向兩試管中分別同時(shí)加入約2g苯酚和1mL無(wú)水酒精，可以看到，加入酒精的試管鈉的反應(yīng)較平穩(wěn)，鈉沉在底部；加入苯酚的試管鈉反應(yīng)明顯比酒精劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，鈉上下浮動(dòng)，反應(yīng)速率明顯比酒精快，反應(yīng)后兩試管內(nèi)皆為澄清溶液。

2.實(shí)驗(yàn)原理

鈉的密度比苯和丙酮大比水小，且不與苯和丙酮反應(yīng)，鈉與苯酚、酒精和水都能反應(yīng)。鈉與苯酚反應(yīng)生成的苯酚鈉不溶于苯但能溶于水，所以先有沉淀生成加水后消失；再加入醋酸后，醋酸與苯酚鈉反應(yīng)又生成了苯酚，下層變渾濁，但苯又能把水中的苯酚萃取出來(lái)，所以又澄清且分層。

因?yàn)楸椒幽苋苡诒胶捅?，但苯酚在非極性溶劑中電離的程度很是微弱，只能電離出少量的H+，所以反應(yīng)不是太快；生成的產(chǎn)物苯酚鈉不溶于苯但能溶于丙酮，所以鈉在溶劑丙酮中的反應(yīng)速率明顯快于在苯中的。酒精能與苯互溶，但酒精在苯中幾乎不電離，所以，其與鈉反應(yīng)的速率更慢，但酒精與鈉反應(yīng)生成的乙醇鈉能溶于酒精，且反應(yīng)放出的熱量使體系的溫度升高，因此反應(yīng)速率越來(lái)越快；乙醇鈉也能溶于丙酮，所以用丙酮作溶劑研究鈉與苯酚和乙醇的反應(yīng)，更能真實(shí)體現(xiàn)羥基上氫活潑性，即苯酚強(qiáng)于酒精。

3.幾點(diǎn)思考

（1）標(biāo)準(zhǔn)相同是不同物質(zhì)進(jìn)行比較的前提，比較羥基上氫原子的活潑性，其相同條件的建立絕不是簡(jiǎn)單的事，比如：反應(yīng)的溫度，反應(yīng)的接觸情況，生成物溶解度的影響等。實(shí)驗(yàn)表明，用丙酮或乙醚等密度較小的有機(jī)物作溶劑效果最佳，更有說(shuō)服力。

（2）酚羥基可以電離出H+，其電離程度受溶劑的影響，但不論是在極性或非極性溶劑中，其電離程度都不大，所以只能說(shuō)苯酚呈極弱的酸性。

（3）苯酚鈉可與醋酸反應(yīng)，體現(xiàn)了“強(qiáng)酸”制弱酸的原理。

(4)鈉也可保存在苯中，但苯有毒且易揮發(fā)，所以少量的鈉應(yīng)保存在煤油中。

(5)我們也可用鈉檢驗(yàn)或測(cè)定苯中混有的苯酚。

二、苯酚弱酸性的研究

1.實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）取1mL的苯酚溶液，滴加2滴石蕊試液，沒(méi)變紅。

（2）向盛有少量苯酚晶體（約1g）的試管中加入4mL蒸餾水，振蕩，溶液變渾濁，然后分為兩份，向一支試管中滴加0.1mol/L的碳酸氫鈉溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象；向另一支試管中滴加0.1mol/L的碳酸鈉溶液，渾濁溶液變澄清，此過(guò)程無(wú)氣體產(chǎn)生。

（3）向稀碳酸鈉溶液中滴加2到3滴酚酞，溶液變紅色，向其中加入苯酚稀溶液，紅色褪去，無(wú)氣體放出。

2.實(shí)驗(yàn)原理

苯酚的酸性較弱，不能使石蕊變色；因?yàn)楸椒拥乃嵝匀跤谔妓岫鴱?qiáng)于碳酸氫鈉，所以苯酚不與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，但可與碳酸鈉溶液反應(yīng)，且生成苯酚鈉和碳酸氫鈉而得不到碳酸；碳酸鈉的水溶液呈堿性且較強(qiáng)，能使酚酞變紅色，而碳酸氫鈉溶液堿性較弱，不能使酚酞變紅色。

3.幾點(diǎn)思考

（1）雖然苯酚叫石炭酸，呈極弱的酸性，但其不是酸，苯酚屬于酚類。

（2）酸性強(qiáng)弱的順序?yàn)椋篐2CO3>C6H5OH>HCO3-,苯酚可與碳酸鈉反應(yīng)生成苯酚鈉和碳酸氫鈉；因此，苯酚鈉溶液中通入二氧化碳，不論是足量還是少量，都只能生成碳酸氫鈉和苯酚而不能生成碳酸鈉和苯酚。

（3）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，不難得出結(jié)論，官能團(tuán)的性質(zhì)與所處的“氛圍”有一定的相互影響，我們?cè)谝院髮W(xué)習(xí)其它烴的衍生物時(shí)，既要研究其中官能團(tuán)的共性，又要掌握官能團(tuán)在不同“氛圍”內(nèi)的特性。

三、苯酚與溴水反應(yīng)的研究

1.實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）取約1 g苯酚，加入5mL的水，溶液渾濁，加熱時(shí)變澄清，把所得溶液倒入盛有約1000mL水的燒杯中，取此的苯酚極稀溶液2mL，滴加濃溴水2—3滴①三溴苯酚有持久的難聞氣味，實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要小心，不要使其接觸手和衣服。，就可看到白色沉淀生成，多加幾滴，有大量的沉淀生成，且白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色沉淀。

（2）取濃溴水（稍稀些也可）約1mL，滴加苯酚極稀溶液1—2滴，有白色沉淀生成。

（3）取綠豆大小苯酚晶體，投入到3mL苯中，振蕩，形成透明溶液，滴加濃溴水2—3滴，立即就可看到白色沉淀生成，用力振蕩后，白色沉淀消失，且溶液分為上下兩層，上層為乳白色，下層接近無(wú)色。

2.實(shí)驗(yàn)原理

常溫時(shí)，苯酚在水中溶解度不大。苯酚與濃溴水反應(yīng)生成三溴苯酚，三溴苯酚難溶于水，易溶于苯和苯酚，所以若用苯酚的稀溶液（指質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1%以上的），剛滴加濃溴水時(shí)看不到白色的沉淀（即使有但一振蕩就消失），這是因?yàn)樯傻娜灞椒佑秩苡诒椒拥木壒?；但若用苯酚的極稀溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.1%左右的）時(shí)，只需滴加2-3滴即可看見(jiàn)沉淀，這也是我們做苯酚的取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，為了能得到沉淀而強(qiáng)調(diào)用少量的苯酚稀溶液加過(guò)量濃溴水的原因。同樣，濃溴水滴加到苯酚的苯溶液中，有三溴苯酚生成，振蕩后，沉淀消失，就是因?yàn)樯傻娜灞椒佑秩苡诹吮健?/p>

苯酚與濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀之后，繼續(xù)加入濃溴水，就會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：

生成了黃色的2，4，4，6—四溴環(huán)己二烯酮，故析出的白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色沉淀。所以，滴加濃溴水時(shí)要重視“逐步加入”的實(shí)驗(yàn)操作，且滴加時(shí)只能稍過(guò)量。

3.幾點(diǎn)思考

(1)三溴苯酚難溶于水易溶于苯及苯酚，這是“相似相溶”原理的體現(xiàn)。

(2)苯酚與濃溴水的反應(yīng)很靈敏，甚至苯酚的濃度到1ppm級(jí)，也可檢驗(yàn)出苯酚的存在，所以，用苯酚的極稀溶液做實(shí)驗(yàn)效果很好，且更有說(shuō)服力；如果是試劑反加，現(xiàn)象也很明顯，而且溴水的濃度并不需要太濃。所以苯酚與溴水的相互檢驗(yàn)，最好用苯酚的稀溶液或把苯酚滴加到溴水中去。

(3)苯中混有苯酚，可用濃溴水檢驗(yàn)苯酚的存在，但絕不能用濃溴水除去苯中的苯酚。

(4)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，試劑的濃度和用量都很重要，并不是越濃或用量越多效果就越好。

四、苯酚與氯化鐵溶液反應(yīng)的研究

1.實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象

（1）取6支試管，從①到⑥分別給予編號(hào)，向試管①和②中分別加入苯酚稀溶液3mL，向①中加入2mL苯，向②中加入2mL乙酸乙酯，振蕩后靜置，兩試管都分層。

（2）用長(zhǎng)滴管吸?、俚纳蠈尤芤河谠嚬堍壑校瞄L(zhǎng)滴管吸?、诘纳蠈尤芤河谠嚬堍苤?，再分別向③和④中滴加1mL 0.1mol/L的FeCl3溶液，充分振蕩后，靜置，兩試管都分層，上層皆為無(wú)色透明液體，下層皆為紫色溶液。

（3）用長(zhǎng)滴管吸?、鄣纳蠈尤芤河谠嚬堍葜?，用長(zhǎng)滴管吸?、艿纳蠈尤芤河谠嚬堍拗?，再分別向⑤和⑥中滴加 0.1mol/L的FeCl3溶液，充分振蕩后，靜置，兩試管都分層，上層皆為無(wú)色透明液體，下層皆為黃色溶液。

（4）再向只有下層溶液的①和②中，分別滴加幾滴0.1mol/L的FeCl3溶液，①顯淺紫色，②顯很淺黃色。

2.實(shí)驗(yàn)原理

苯酚與氯化鐵反應(yīng)生成酚鐵鹽而呈紫色，反應(yīng)方程式為：6(C6H5OH)+FeCl3?H3[Fe(C6H5O)6]（酚鐵）+3HCl。

苯和乙酸乙酯都可以把苯酚從水中萃取出來(lái)，萃取后苯酚主要在上層苯中，所以步驟（2）中③和④兩試管都顯紫色；但下層水中也有少量的苯酚，且乙酸乙酯的萃取效率要比苯高，所以步驟（4）中①顯淺紫色，②顯很淺黃色，即②中所含苯酚已很少，加入氯化鐵溶液已不能顯紫色。又H3[Fe(C6H5O)6]不溶于苯和乙酸乙酯，易溶于水，所以步驟（3）中的上層溶液已不含苯酚，再加入氯化鐵溶液不顯紫色。

3.幾點(diǎn)思考

（1）苯和乙酸乙酯都可以萃取苯酚，但乙酸乙酯的萃取效果更好。

（2）含酚廢液用苯萃取后，加入氯化鐵溶液顯紫色，這是因?yàn)楸椒优c氯化鐵的反應(yīng)較靈敏，實(shí)際上工業(yè)上用苯處理含酚濃度較高的廢水，基本上能滿足排放要求，若用乙酸乙酯作萃取劑效果更佳。由此可見(jiàn)，工業(yè)實(shí)際問(wèn)題的解決來(lái)源于最基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)。

（3）FeCl3溶液不僅可以定性地檢驗(yàn)苯酚，也可以分離除去苯或乙酸乙酯中溶有的少量苯酚，且效果不錯(cuò)。

［1］楊海麗，付衣平.乙醇與苯酚分子中羥基上氫原子活動(dòng)性比較的實(shí)驗(yàn)探究［J］.化學(xué)教學(xué)，2009，（9）：16－17

［2］陳清，丁偉.含酚廢水處理實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題的探討［J］.化學(xué)教學(xué)，2010，（8）：19－20

1008-0546（2011）07-0089-02

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.07.042