苯酚的趣味實驗

高秀春

（徐州市侯集中學 江蘇 徐州 221121）

苯酚的趣味實驗

高秀春

（徐州市侯集中學 江蘇 徐州 221121）

本文通過苯酚性質的深層探究，深刻認識和理解酚羥基的特性、苯酚的弱酸性、苯酚與濃溴水的反應及苯酚的鑒別、提純和除雜等問題，體現了探究性學習的樂趣。

苯酚的酸性；苯酚的鑒別；苯酚的除雜；苯酚和濃溴水的反應；苯酚與氯化鐵的反應

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，為什么要強調向少量的苯酚的稀溶液中滴加過量的濃溴水？如此等等?？梢哉f學完酚以后，教師和學生總是意猶未盡，有很多問題急需解決。因此，在學習完本節(jié)之后，針對現實的、有意義的和富有挑戰(zhàn)性的知識和問題，我們?yōu)榛瘜W興趣小組特別設計安排了關于苯酚實驗探究的四個專題，讓學生在強化動手實踐、自主探索與合作交流的過程中，重點解決學習中遇到的疑難問題，學會全面的看待問題，且能更深層次的掌握所學知識。下面是師生共同研究的結果，不當之處，請各位同仁給予批評和指正。

一、酚羥基的性質研究

1.實驗步驟及現象

（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，無氣泡產生，再加入1mL水，水在下層，有少量氣泡產生，鈉在兩液體分界處上下浮動，反應較平穩(wěn)，反應后溶液變渾濁且試管有點熱；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，無氣泡產生，再向兩試管中分別同時加入約2g苯酚和1mL無水酒精，可以看到，加入酒精的試管剛開始時有極少量氣泡產生，反應很慢，隨著反應的進行，產生氣體的速率越來越快，但并不是很快，鈉始終沉在底部，反應較平穩(wěn)，反應后為澄清溶液且試管有點熱；加入苯酚的試管剛開始時產生的氣泡比酒精多，但隨著反應的進行，速率有點減慢，鈉最后浮到上面，反應后為渾濁溶液而試管一點也不熱。

（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，無氣泡產生，再向兩試管中分別同時加入約2g苯酚和1mL無水酒精，可以看到，加入酒精的試管鈉的反應較平穩(wěn)，鈉沉在底部；加入苯酚的試管鈉反應明顯比酒精劇烈，有大量氣泡產生，鈉上下浮動，反應速率明顯比酒精快，反應后兩試管內皆為澄清溶液。

2.實驗原理

鈉的密度比苯和丙酮大比水小，且不與苯和丙酮反應，鈉與苯酚、酒精和水都能反應。鈉與苯酚反應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，所以又澄清且分層。

因為苯酚能溶于苯和丙酮，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+，所以反應不是太快；生成的產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，其與鈉反應的速率更慢，但酒精與鈉反應生成的乙醇鈉能溶于酒精，且反應放出的熱量使體系的溫度升高，因此反應速率越來越快；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，更能真實體現羥基上氫活潑性，即苯酚強于酒精。

3.幾點思考

（1）標準相同是不同物質進行比較的前提，比較羥基上氫原子的活潑性，其相同條件的建立絕不是簡單的事，比如：反應的溫度，反應的接觸情況，生成物溶解度的影響等。實驗表明，用丙酮或乙醚等密度較小的有機物作溶劑效果最佳，更有說服力。

（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，所以只能說苯酚呈極弱的酸性。

（3）苯酚鈉可與醋酸反應，體現了“強酸”制弱酸的原理。

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

(5)我們也可用鈉檢驗或測定苯中混有的苯酚。

二、苯酚弱酸性的研究

1.實驗步驟和現象

（1）取1mL的苯酚溶液，滴加2滴石蕊試液，沒變紅。

（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，無明顯現象；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，此過程無氣體產生。

（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，無氣體放出。

2.實驗原理

苯酚的酸性較弱，不能使石蕊變色；因為苯酚的酸性弱于碳酸而強于碳酸氫鈉，所以苯酚不與碳酸氫鈉溶液反應，但可與碳酸鈉溶液反應，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，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）酸性強弱的順序為：H2CO3>C6H5OH>HCO3-,苯酚可與碳酸鈉反應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）通過以上實驗，不難得出結論，官能團的性質與所處的“氛圍”有一定的相互影響，我們在以后學習其它烴的衍生物時，既要研究其中官能團的共性，又要掌握官能團在不同“氛圍”內的特性。

三、苯酚與溴水反應的研究

1.實驗步驟和現象

（1）取約1 g苯酚，加入5mL的水，溶液渾濁，加熱時變澄清，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，實驗時一定要小心，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，下層接近無色。

2.實驗原理

常溫時，苯酚在水中溶解度不大。苯酚與濃溴水反應生成三溴苯酚，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（指質量分數約1%以上的），剛滴加濃溴水時看不到白色的沉淀（即使有但一振蕩就消失），這是因為生成的三溴苯酚又溶于苯酚的緣故；但若用苯酚的極稀溶液（質量分數約為0.1%左右的）時，只需滴加2-3滴即可看見沉淀，這也是我們做苯酚的取代反應的實驗中，為了能得到沉淀而強調用少量的苯酚稀溶液加過量濃溴水的原因。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，就是因為生成的三溴苯酚又溶于了苯。

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

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變?yōu)辄S色沉淀。所以，滴加濃溴水時要重視“逐步加入”的實驗操作，且滴加時只能稍過量。

3.幾點思考

(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。

(2)苯酚與濃溴水的反應很靈敏，甚至苯酚的濃度到1ppm級，也可檢驗出苯酚的存在，所以，用苯酚的極稀溶液做實驗效果很好，且更有說服力；如果是試劑反加，現象也很明顯，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，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，可用濃溴水檢驗苯酚的存在，但絕不能用濃溴水除去苯中的苯酚。

(4)做實驗時，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的研究

1.實驗步驟和現象

（1）取6支試管，從①到⑥分別給予編號，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）用長滴管吸?、俚纳蠈尤芤河谠嚬堍壑校瞄L滴管吸?、诘纳蠈尤芤河谠嚬堍苤校俜謩e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，上層皆為無色透明液體，下層皆為紫色溶液。

（3）用長滴管吸?、鄣纳蠈尤芤河谠嚬堍葜校瞄L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.實驗原理

苯酚與氯化鐵反應生成酚鐵鹽而呈紫色，反應方程式為：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，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，這是因為苯酚與氯化鐵的反應較靈敏，實際上工業(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，工業(yè)實際問題的解決來源于最基礎的化學知識。

（3）FeCl3溶液不僅可以定性地檢驗苯酚，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。

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

［2］陳清，丁偉.含酚廢水處理實驗相關問題的探討［J］.化學教學，2010，（8）：19－20

1008-0546（2011）07-0089-02

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.07.042