Question

4．有機(jī)化合物分子中的基團(tuán)之間存在著相互影響．
（1）在甲烷、苯、甲苯這三種物質(zhì)中，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有甲苯（填名稱），能用于制取炸藥梯恩梯（ TNT）的是C₇H₈（填分子式）．
（2）某學(xué)習(xí)個組通過實(shí)驗(yàn)探究①苯酚、②醋酸、③碳酸這三種物質(zhì)分子中的羥基在水中電離能力的強(qiáng)弱．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a、取三支試管，分別加入三種物質(zhì)的水溶液（適量），再分別滴加2～3滴紫色石蕊試液，發(fā)現(xiàn)僅②、③的溶液變紅．
b、另取一支試管，加入少量滴加了酚酞的NaOH溶液，再滴加①的溶液，發(fā)現(xiàn)試管中溶液的紅色明顯變淺．
c、再取一支試管，加入少量碳酸鈉溶液，向其中滴加②的溶液，發(fā)現(xiàn)有氣體生成．
d、將CO₂氣體通入苯酚鈉的水溶液中，發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁．
請回答以下問題：
①步驟b的現(xiàn)象說明苯酚具有酸性．
②步驟d中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為．    
③三種物質(zhì)分子中的羥基在水中的電離能力由強(qiáng)到弱的順序是②＞③＞①（填序號）．
④在苯酚分子中，羥基對苯基的性質(zhì)也有影響．寫出苯酚與濃溴水反應(yīng)生成的有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：．
（3）同學(xué)甲設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置一次性地驗(yàn)證苯酚、醋酸、碳酸的酸性強(qiáng)弱．同學(xué)乙認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計的不嚴(yán)密，理由是二氧化碳中混有揮發(fā)出的醋酸（蒸氣），無法比較出碳酸與苯酚的酸性強(qiáng)弱．

Answer 1

分析 （1）甲苯上的甲基能被高錳酸鉀溶液氧化；TNT是三硝基甲苯的俗稱；
（2）a、取三支試管，分別加入三種物質(zhì)的水溶液（適量），再分別滴加2～3滴紫色石蕊試液，發(fā)現(xiàn)僅②、③的溶液變紅，說明②、③的溶液顯酸性；
b、另取一支試管，加入少量滴加了酚酞的NaOH溶液，再滴加①的溶液，發(fā)現(xiàn)試管中溶液的紅色明顯變淺，說明苯酚能將氫氧化鈉中和掉；
c、再取一支試管，加入少量碳酸鈉溶液，向其中滴加②的溶液，發(fā)現(xiàn)有氣體生成，即醋酸能將二氧化碳制出；
d、將CO₂氣體通入苯酚鈉的水溶液中，發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁，即碳酸能制出苯酚．據(jù)此分析；
（3）醋酸是揮發(fā)性酸，故會有醋酸蒸汽進(jìn)入苯酚鈉溶液中．

解答 解：（1）甲烷和苯均不能給高錳酸鉀溶液氧化，而甲苯上的甲基能被高錳酸鉀溶液氧化，從而能時高錳酸鉀溶液褪色；TNT是三硝基甲苯的俗稱，由甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)制得，故答案為：甲苯；C₇H₈；
（2）a、取三支試管，分別加入三種物質(zhì)的水溶液（適量），再分別滴加2～3滴紫色石蕊試液，發(fā)現(xiàn)僅②、③的溶液變紅，說明②、③的溶液顯酸性，而①不變紅，說明①的溶液不顯酸性或酸性極弱；
b、另取一支試管，加入少量滴加了酚酞的NaOH溶液，再滴加①的溶液，發(fā)現(xiàn)試管中溶液的紅色明顯變淺，說明苯酚能將氫氧化鈉中和，即苯酚有酸性，但酸性極弱，不能使石蕊變紅；
c、再取一支試管，加入少量碳酸鈉溶液，向其中滴加②的溶液，發(fā)現(xiàn)有氣體生成，即醋酸能將二氧化碳制出，則說明醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸；
d、將CO₂氣體通入苯酚鈉的水溶液中，發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁，即碳酸能制出苯酚，說明碳酸的酸性強(qiáng)于苯酚．
①步驟b的現(xiàn)象說明苯酚具有酸性，故答案為：酸；
②步驟d中，是二氧化碳和苯酚鈉反應(yīng)生成了苯酚，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故答案為：；    
③三種物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱為：醋酸＞碳酸＞苯酚，故三種物質(zhì)分子中的羥基在水中的電離能力由強(qiáng)到弱的順序是②＞③＞①，故答案為：②＞③＞①；
④在苯酚分子中，羥基使苯基的性質(zhì)變活化．故苯酚與濃溴水反應(yīng)能發(fā)生三溴取代，生成三溴苯酚，結(jié)構(gòu)簡式為，故答案為：；
（3）醋酸是揮發(fā)性酸，故會有醋酸蒸汽進(jìn)入苯酚鈉溶液中，即無法判斷是二氧化碳制出的苯酚，還是醋酸制出的苯酚，故無法比較出碳酸和苯酚酸性強(qiáng)弱關(guān)系，故答案為：二氧化碳中混有揮發(fā)出的醋酸（蒸氣），無法比較出碳酸與苯酚的酸性強(qiáng)弱．

點(diǎn)評 本題考查了有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，應(yīng)注意的是由于苯環(huán)不是單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，故苯不能被高錳酸鉀溶液氧化，難度不大．