浙江专用201X201x版高中化学 专题2 物质性质的探究 课题二 乙醇和苯酚的性质学案 苏教.docx

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浙江专用201X201x版高中化学专题2物质性质的探究课题二乙醇和苯酚的性质学案苏教

课题二　乙醇和苯酚的性质

　【学考报告】

知识条目

加试要求

①观察液态有机物颜色、状态、气味的方法

②用乙醇和浓硫酸制取乙烯的原理、方法和操作

③乙醇、苯酚分子中羟基的化学活性比较

④盐酸、碳酸、苯酚酸性的比较

⑤用铁离子检验酚类物质

a

b

b

b

a

一、乙醇的性质

1.物理性质

2.化学性质

分子发生反应的部位及反应类型如下：

条件

断键

位置

反应

类型

化学方程式

（以乙醇为例）

Na

①

置换

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑

HBr，△

②

取代

CH3CH2OH＋HBr

CH3CH2Br＋H2O

O2（Cu），△

①③

氧化

2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

浓硫酸，

170℃

②④

消去

CH3CH2OH

CH2===CH2↑＋H2O

浓硫酸，

140℃

①或②

取代

2CH3CH2OH

C2H5—O—C2H5＋H2O

CH3COOH

（浓硫酸）

①

取代

（酯化）

CH3CH2OH＋CH3COOH

CH3COOC2H5＋H2O

二、苯酚的性质

1.物理性质

2.化学性质

由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。

（1）弱酸性

电离方程式为C6H5OH

C6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。

①苯酚与钠的反应：

2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑

②苯酚与NaOH反应的化学方程式：

（2）苯环上氢原子的取代反应

苯酚与浓溴水反应，产生白色沉淀，化学方程式为

此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。

（3）显色反应

苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。

点拨、乙醇和苯酚性质实验探究

1.乙醇、苯酚与金属钠的反应

（1）

现象：

A、B两试管内均形成无色透明溶液，结论：

乙醇、苯酚均易溶于乙醚中。

（2）在A、B两试管中再分别加入绿豆大小的金属钠。

现象：

A、B两试管中均产生无色气泡，但反应速率苯酚大于乙醇。

结论：

①A、B中发生反应的化学方程式分别为：

A.2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑；

②电离出H＋的能力：

苯酚大于乙醇。

2.乙醇的氧化反应

（1）乙醇可被强氧化剂直接氧化：

CH3CH2OH

CH3COOH。

（2）取一支试管，向其中加入1mL2mol·L－1H2SO4溶液，再滴加3～5滴5%的K2Cr2O7溶液，然后滴入乙醇，振荡，观察到K2Cr2O7溶液由橙色变成绿色。

3.乙醇的消去反应

（1）如图所示，在圆底烧瓶中加入4mL乙醇，边振荡边慢慢加入12mL浓硫酸，再加入少量沸石。

给烧瓶配一个双孔橡胶塞，其中一孔插水银温度计，水银球插入乙醇和浓硫酸的混合液里；另一孔插导管，导管与洗气瓶连接，洗气瓶中盛有2mol·L－1NaOH溶液。

加热烧瓶，使混合液温度迅速上升到170℃，观察到的现象是混合液逐渐变黑色，有气体生成。

（2）将产生的气体通入2mL溴水中，观察到的现象是溴水褪色。

（3）将产生的气体通入2mL0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液中，观察到的现象是溶液紫色褪去。

4.苯酚的物理性质

（1）观察苯酚的颜色、状态，并闻气味，苯酚为无色晶体，有特殊气味。

（2）

5.苯酚的化学性质

（1）检验苯酚是否存在的两个反应分别是与浓溴水反应生成白色沉淀、遇FeCl3溶液显紫色的反应。

（2）苯酚与盐酸、碳酸的酸性强弱的比较：

装置：

现象：

A中产生无色气泡，C中溶液变浑浊。

结论：

A中反应为

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，

C中反应为

6.苯酚与甲醛的反应

（1）合成线型酚醛树脂：

取一支试管，加入2.5g苯酚，2.5mL40%甲醛溶液，再加入2mL浓盐酸，振荡、混匀，塞上带玻璃导管的橡胶塞，置于沸水浴中加热5～8min。

将试管从水浴中取出，并把生成物倒入培养皿中，观察到生成物为白色固体，有的呈粉红色，原因是过量的苯酚被氧化所致。

（2）合成体型酚醛树脂：

取一支试管，加入2.5g苯酚、3.5mL40%甲醛溶液，再加入2mL浓氨水，振荡、混匀，塞上带玻璃导管的橡胶塞，置于沸水浴中加热5～8min。

将试管从水浴中取出，并把生成物倒入培养皿中，观察到生成物为白色固体，有的呈棕黄色，原因是未反应的少量苯酚被氧化所致。

（3）加入酒精，浸泡几分钟，清洗试管。

[典例剖析]

经测定乙醇的分子式是C2H6O，由于有机化合物普遍存在同分异构现象，推测乙醇结构可能是下列两种之一：

为确定其结构，应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。

现给出乙醇、钠、水及必要的仪器，甲、乙、丙三名学生直接利用如图给定的装置进行实验确定乙醇的结构。

上图中量气装置是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。

甲管有刻度（0～200mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。

（1）学生甲得到一组实验数据。

乙醇物质的量

氢气的体积（标准状况）

0.010mol

0.112L

根据以上数据推断乙醇的结构应为________（用Ⅰ、Ⅱ表示），理由为_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

（2）学生乙认为：

为了较准确地测量氢气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数、求其差值的过程中，应注意____（填字母）。

a.视线与凹液面最低处相平

b.等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数

c.读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平

d.读数时不一定使甲、乙两管液面相平

（3）学生丙不想通过称取乙醇的质量来确定乙醇的量，那么他还需知道的数据是____________________________________________________________________。

解析　

（1）Ⅰ式中有一个H原子明显处于与其他H原子不同的位置上，Ⅱ式中则6个H原子处于完全相同的位置。

与足量的钠反应，如果是Ⅰ式的话，可能性较大的有4种情况：

①6个H原子全反应；②只有5个H原子反应；③只有1个H原子反应；④都不反应。

如果是Ⅱ式的话，则只有两种可能：

①6个H原子全反应；②都不反应。

分析实验数据知，只有1个H原子被置换出来，显然乙醇的结构应为Ⅰ式。

（2）在读数时，仰视和俯视都会对读数的准确性造成影响，因而一定要平视；另外，假设甲、乙两管液面不相平的话，就会造成仪器内部的压强与外部大气压不同，造成误差，因而读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。

（3）如果不直接称取乙醇的质量，可以用量筒或其他仪器量出乙醇的体积，然后，用其体积乘以密度，可求算出其质量，进一步可确定其物质的量。

答案　

（1）Ⅰ　乙醇和钠反应产生氢气，从量的关系看0.01mol乙醇产生0.005mol氢气，说明一个乙醇分子中有一个H原子与其他H原子不同，因此可确定乙醇的分子结构为Ⅰ　

（2）ac　（3）乙醇的密度

[跟踪训练]

已知常温下苯酚微溶于水，溶解度为8.2g，其饱和溶液的物质的量浓度约为0.8mol/L。

为了探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子的活泼性，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案：

甲：

向两支试管中，分别注入0.8mol/L的乙醇和苯酚溶液3mL，各放入一小块金属钠，观察反应产生H2的速率。

乙：

在两支试管中，分别放入1mL乙醇和1g苯酚晶体，各注入3mL蒸馏水，振荡，得到乙醇溶液和苯酚浊液，再向两试管中逐滴加入5mol/L的NaOH溶液，观察其中的变化。

（1）苯酚溶液与钠反应的离子方程式为____________________________________

____________________________________________________________________。

（2）对于甲、乙两个实验方案，他们能否达到实验目的？

理由各是什么？

_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

（3）请你设计一个探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子活泼性的实验方案。

_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

答案　

（1）2C6H5OH＋2Na―→2C6H5O－＋2Na＋＋H2↑

（2）甲：

不能达到实验目的，因为水的存在使乙醇和苯酚与钠反应的速率难以比较；

乙：

不能达到实验目的，因为乙醇溶液与NaOH溶液混合时溶液保持澄清，无法比较

（3）取适量的乙醇和苯酚，分别配制成同物质的量浓度的溶液，测定两溶液的pH，pH小的对应分子中羟基上的氢原子活泼

（时间：

45分钟）

1.将四小块金属钠分别投入下列各溶液中，反应速率的快慢正确的是（　　）

A.

（1）>

（2）>（4）>（3）B.（3）>

（1）>（4）>

（2）

C.（3）>（4）>

（1）>

（2）D.

（1）>（4）>（3）>

（2）

解析　钠投入四种液体中的共同点是都有H2生成。

反应机理均为金属钠置换出液体中的氢。

（3）中H＋的浓度最大，反应速率最快，（4）中CuSO4水解呈酸性，

H＋的浓度大于H2O中的H＋的浓度，故反应速率（4）>

（1）。

CH3CH2OH羟基中氢原子的活泼性小于H

2O，故反应速率

（2）最慢。

答案　C

2.常压下乙醇的沸点是78℃，乙酸的沸点是118℃。

下列四种分离乙醇、乙酸的方案中最佳的一组是（　　）

a

b

c

d

A

Na2CO3饱和溶液

乙酸钠

硫酸

蒸馏

B

Na2CO3固体

乙酸钠

盐酸

过滤

C

CaO固体

乙酸钙

盐酸

过滤

D

CaO固体

乙酸钙

硫酸

蒸馏

解析　蒸馏的方法只能用于沸点相差非常大的两种物质的分离，一般不用于分离提纯由两种挥发性物质组成的混合物，因为在一种物质挥发的同时另一种物质也会有一定量的挥发。

方案B、C中氯化氢比乙酸更易挥发，故方案B、C不合理；方案D第一步加入了生石灰，能减少体系中的水分，且与乙酸反应生成乙酸钙便于蒸馏分离出乙醇，再加浓硫酸与乙酸钙反应生成乙酸，蒸馏得到乙酸，D最合理。

答案　D

3.下列有关苯酚的叙述不正确的是（　　）

A.苯酚具有弱酸性，能与Na2CO3溶液反应

B.在苯酚钠溶液中加入盐酸可得到苯酚

C.苯酚不慎沾到皮肤上，应立即用NaOH溶液冲洗

D.苯酚有毒，但药皂中掺有少量苯酚

解析　NaOH有腐蚀性，苯酚不慎沾在皮肤上，不能用NaOH溶液洗涤，应用酒精洗。

A项，苯酚能与Na2CO3溶液反应生成苯酚钠和碳酸氢钠；D项少量苯酚用来杀菌。

答案　C

4.下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是（　　）

选项

目的

分离方法

原理

A

分离溶于水的碘

乙醇萃取

碘在乙醇中的溶解度较大

B

分离乙酸乙酯和乙醇

分液

乙酸乙酯和乙醇的密度不同

C

除去KNO3固体中混杂的NaCl

重结晶

NaCl在水中的溶解度很大

D

除去丁醇中的乙醚

蒸馏

丁醇与乙醚的沸点相差较大

解析　A选项，乙醇易溶于水，故不能分离，所以错误。

B选项，乙酸乙酯和乙醇均为液态有机物，可以互溶，故不能分离，所以错误。

C选项，重结晶可以分离出KNO3中混杂的NaCl，是因为KNO3的溶解度随温度的变化比NaCl大，所以错误。

D选项，两者沸点相差较大，因此可以利用蒸馏的方法进行分离，所以正确。

答案　D

5.下列叙述正确的是（　　）

A.苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水，使苯酚生成三溴苯酚，再过滤而除去

B.将苯酚晶体放入少量水中，加热时全部溶解，冷却到50℃形成悬浊液

C.苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色，但可以和碳酸氢钠反应放出CO2

D.苯酚既可以发生氧化反应，又可以发生还原反应

解析　苯是一种有机溶剂，既能溶解Br2，又能溶解三溴苯酚，因此在苯酚的苯溶液中加入溴水是不能除去苯酚的。

正确的方法应是加入适量的NaOH溶液，使苯酚与NaOH反应生成溶于水的苯酚钠，再用分液漏斗分离，A错误。

苯酚在65℃以上与水可以任意比例互溶，冷却至50℃将有部分苯酚析出，此时温度仍高于苯酚的熔点（40.9℃），且析出的苯酚还溶有部分水，这时析出的苯酚呈油珠状，形成的是一种乳浊液而不是悬浊液，B错误。

苯酚的酸性比碳酸弱，不能使酸碱指示剂变色，不能与NaHCO3反应，C错误。

苯酚在空气中容易被氧化而变为粉红色，显然可以发生氧化反应；苯酚中含有苯环，在一定条件下可以与氢气发生加成反应（即还原反应）生成环己醇，D正确。

答案　D

6.某化学反应过程如图所示。

由图得出的判断，错误的是（　　）

A.生成物M的化学式为C2H4O

B.乙醇发生了还原反应

C.铜是此反应的催化剂

D.反应中有红黑交替变化的现象

解析　本题采用循环图的形式考查了乙醇的催化氧化反应。

答案　B

7.某有机物溶解于NaOH溶液（滴有酚酞）中，开始溶液呈红色，煮沸5分钟后，溶液褪色，加入盐酸至酸性时，沉淀出白色的结晶体，该结晶体溶于水，加入FeCl3溶液呈紫色，该有机物可能是（　　）

解析　该结晶体溶于水，加入FeCl3溶液为紫色，说明原化合物中一定存在酚羟基；原化合物与NaOH作用，生成的物质能使NaOH消耗掉，且使溶液褪色，说明原化合物含有酯基，水解使碱消耗。

综合分析，该化合物中只有酚羟基（—OH）和酯基（

），所以应选A。

答案　A

8.

实验室回收废水中苯酚的过程如右图所示。

下列分析错误的是（　　）

A.操作Ⅰ中苯作萃取剂

B.苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大

C.通过操作Ⅱ苯可循环使用

D.三步操作均需要分液漏斗

解析　苯酚钠属于盐，在苯中的溶解度应比在水中的小。

答案　B

9.下列实验操作或实验事故处理正确的是（　　）

A.实验室制溴苯时，将苯与液溴混合后加到有铁丝的反应容器中

B.用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度

C.实验时手指不小心沾上苯酚，立即用70℃以上的热水清洗

D.实验室制乙酸丁酯时，用水浴加热

解析　B项，制乙烯时温度要在170℃，水浴加热达不到反应温度；C项，手指沾上苯酚后，应先用乙醇洗涤，再用水冲洗；D项，实验室制乙酸丁酯时无需水浴加热，应直接加热。

答案　A

10.下列说法正确的是（　　）

A.分子式为C7H8O且含苯环的有机化合物有4种

B.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.向无水乙醇中加入浓H2SO4，加热至170℃，产生的使酸性KMnO4溶液褪色的气体只是乙烯

解析　A项，C7H8O含苯环的化合物有5种：

CH2OH、OCH3、HOCH3、CH3OH、CH3OH，错误；B项，乙醇能被酸性KMnO4溶液直接氧化为乙酸，使KMnO4溶液褪色，正确；C项，乙醇消去反应制得的乙烯中可能混有杂质气体SO2，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色，错误；D项，该有机物为醇类，不能与FeCl3溶液反应，错误。

答案　B

11.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：

在图甲的圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，加热回流一段时间，然后换成图乙装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。

请回答下列问题：

（1）图甲中冷凝水从________（填“a”或“b”）进，图乙中B装置的名称为____________。

（2）反应中加入过量的乙醇，目的是_____________________________________。

（3）现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下列框图是分离操作步骤流程图：

则试剂a是____________，试剂b是____________，分离方法Ⅲ是________。

（4）甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯得到乙酸乙酯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来。

甲、乙两人蒸馏产物结果如下：

甲得到了显酸性的酯的混合物，乙得到了大量水溶性的物质。

丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功。

试解答下列问题：

①甲实验失败的原因是________________________________________________；

②乙实验失败的原因是________________________________________________。

解析　

（2）反应中加入过量的乙醇，根据平衡移动原理，可以提高另一种反应物的转化率。

（3）乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度小，所以试剂a为饱和碳酸钠溶液。

（4）甲得到了显酸性的酯的混合物，说明混合物中还有酸存在，所以碱的加入量不足；乙得到了大量水溶性的物质，说明乙酸乙酯已经水解。

答案　

（1）b　牛角管（尾接管）　

（2）提高乙酸的转化率

（3）饱和Na2CO3溶液　稀H2SO4　蒸馏　（4）①NaOH溶液加入量太少，未能完全中和酸　②NaOH溶液加入量太多，使乙酸乙酯水解

12.石油是一种极其重要的资源，是发展国民经济和国防建设的重要物质。

B的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A是生活中常见的有机物，易溶于水并有特殊香味。

Ⅰ.有关物质转化关系如图甲所示。

（1）足量烃B通入溴水的实验现象是________________。

（2）反应②属于________反应（填有机反应类型）。

（3）写出反应④的化学方程式：

________________。

Ⅱ.某化学兴趣小组对反应③进行探究活动，设计如图乙的装置进行实验：

（4）在实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一个重要作用是________________。

（5）反应结束后b中的现象是_____________________________________________。

解析　B的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平，B为乙烯；A是生活中常见的有机物，易溶于水并有特殊香味，由物质的转化关系，A与Na、乙酸、红热的铜丝都能反应，则A为乙醇，C为乙酸乙酯，D为乙醛，E是乙醇钠。

（1）乙烯通入溴水，与溴水发生加成反应生成1，2二溴乙烷，使溴水褪色；产生的1，2二溴乙烷密度比水大，难溶于水因此会看到液体分层，下层为油层。

（2）乙烯与水在一定条件下发生加成反应产生乙醇，所以反应②属于加成反应。

（3）乙醇在铜作催化剂时，在加热条件下发生氧化反应，产生乙醛和水，反应的化学方程式是2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O。

（4）在实验中加热浓硫酸、乙醇和乙酸混合物，发生反应：

CH3CH2OH＋CH3COOH

CH3COOCH2CH3＋H2O，反应产生的乙酸乙酯及挥发出来的乙醇及乙酸等混合物通过导气管进入饱和碳酸钠溶液中，球形干燥管除去冷凝作用外，另一个重要作用是防止倒吸。

（5）蒸馏出的乙酸乙酯中含有乙酸、乙醇，通常用饱和碳酸钠溶液除去，并能减小乙酸乙酯溶解度，有利于分层。

反应结束后b中的现象是液体分层，液面上有透明的不溶于水的油状液体生成，并可以闻到香味。

答案　Ⅰ.

（1）溴水的橙色褪去，下层有无色油状液体生成　

（2）加成　（3）2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

Ⅱ.（4）防倒吸　（5）液面上有透明的不溶于水的油状液体生成，并可以闻到香味

13.含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。

（1）①流程图设备Ⅰ中进行的是______操作（填写操作名称）。

实验室里这一步操作可以用______（填仪器名称）进行；

②由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是________（填化学式，下同）。

由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是________；

③在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为___________________________________

____________________________________________________________________；

④在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和________。

通过________（填操作名称）操作，可以使产物相互分离；

⑤图中，能循环使用的物质是______、________、C6H6和CaO。

（2）为了防止水源污染，用简单而又现象明显的方法检验某工厂排放的污水中有无苯酚，此方法是____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

从废水中回收苯酚的方法是①用有机溶剂萃取废液中的苯酚；②加入某种药品的水溶液使苯酚与有机溶剂脱离；③加入某物质又析出苯酚。

试写出②、③两步的反应方程式：

________________________________。

（3）为测定废水中苯酚的含量，取此废水100mL，向其中加入浓溴水至不再产生沉淀为止，得到沉淀0.331g，求此废水中苯酚的含量（mg·L－1）________。

解析　这是一道化工实验题，主要考查苯酚的物理、化学性质和萃取、分液的操作。

首先，要正确理解流程图和各试剂的作用，再结合苯酚的性质和基本实验操作就可一一解答。

本题盲点主要是不能正确理解废水处理流程图和各试剂的作用。

（1）设备Ⅰ里废水和苯混合分离出水，显然是萃取操作，实验室中可以用分液漏斗进行；设备Ⅱ中向苯酚和苯的混合液中加入NaOH溶液，目的是分离出苯，故A物质是苯酚钠溶液；在设备Ⅲ中通入CO2分离出苯酚，故剩下物质B是NaHCO3溶液；在设备Ⅳ中往NaHCO3溶液中加入CaO，生成NaOH、H2O、CaCO3，可用过滤操作分离出CaCO3；在设备Ⅴ中加热CaCO3可得CO2和CaO。

（3）设每升废水含苯酚的质量为x，

x＝0.94g

所以此废水中苯酚的含量为940mg·L－1。

答案　

（1）①萃取、分液　分液漏斗

④CaCO3　过滤　⑤NaOH溶液　CO2

（2）向污水中滴加FeCl3溶液，若溶液呈紫色，则表明污水中有苯酚

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