1、四种弱酸性物质酸性强弱比较实验的设计与改进彭 威 肖小明湖南师范大学化学化工学院人教版高中化学教材选修 5 有机化学基础 中 1，在苯酚的性质这一节，课堂演示实验 33说明了苯酚在常温下其水溶液呈现浑浊状态的物理性质和苯酚具有弱酸性的化学性质。关于 苯酚 的酸性弱于碳酸这一点，教材也只做了一个简单的描述： 若向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳，可以看到澄清的苯酚钠溶液又变浑浊。 这是因为水溶性的苯酚钠在碳酸的作用下重新又生成苯酚。问题的提出背景：通入二氧化碳过量时，上述的反应产物仍为苯酚和碳酸氢钠，而不是苯酚和碳酸钠，解释就是 苯酚的酸性 (pK =9 95)虽弱于碳酸 (pK 1=6 38。
2、pK 2=10 25)，但还是强于碳酸氢根离子 ，根据强酸制弱酸的原理 2 3 便可推知产物中不会生成碳酸钠。在学习到 羧酸的性质 时，要求学生设计实验验证乙酸、碳酸和苯酚三种弱酸性溶液的酸性强弱，教材中列出了一些实验装置和试剂，但没给出具体实验的设计方案。综合考虑上述两个实验，本文设计了 改进实验 ， 证明上述乙酸、碳酸、苯酚和碳酸氢盐四种弱酸性物质酸性的相对强弱。改进方案一 4 ：在图 1所示的具支试管中加入 3 mol L醋酸 溶液 6 mL，在气球中装入 4g碳酸氢钠 固体，将导管放人上述澄清溶液中，再将气球中的少量碳酸氢钠固体加入到具支试管中， 二氧化碳 随即产生，约 1分钟右边试管
3、中就出现浑浊现象。向盛有少量 苯酚 晶体 (约 0 5 g)的试管中加入 l mL蒸馏水，振荡，溶液变浑浊，然后滴加 0 1 mol L的碳酸钠 溶液，至浑浊溶液恰好变为澄清，此过程 无气体产生 。(2)二氧化碳的发生装置采用具支试管加气球的方式，因此需要产生的二氧化碳量必须足够 多 ，需要的药品 用量大 ；其次在向液体中滴加固体易造成液体 飞溅 ，不符合实验操作安全的要求，而且飞溅的液体易进人具支试管的侧管中。该实验设计提供了一种思路，但还存在 疏忽之处 ，表现如下：(1)有机物乙酸具有挥发性，因此乙酸蒸气可能进入右边试管与苯酚钠反应造成上述实验现象；(4)实验设计时设计了 对照组 。因为苯
4、酚试剂在保存时间较长的条件下易被氧化成对苯醌类而使苯酚试剂显暗红色，造成实验时溶液混浊态和澄清态之间变化不易观察，设置对照试管增加了现象变化的对比性。改进思路和优点：笔者设想了从 改进气体发生装置 、 试剂加入方式 、 添加洗气除杂装置 和 设置对照实验 四个方面来完善了上述的实验设 具体分述如下：(1)气体发生装置改为 具支试管加活塞 ，装置简单，操作方便。(2)试剂加入顺序为 先固体后液体 的方式，符合通常的试剂滴加顺序。先加入固体碳酸氢钠后再滴加醋酸，最后用塞子封住具支试管口即可。(3)实验原理上更加科学合理化。气体 CO 通人苯酚钠溶液之前，在气体发生装置后连接饱和碳酸氢钠溶液的 洗气
5、瓶 ，除去气体中可能含有的挥发性 乙酸 。改进气体发生装置 试剂加入方式 添加洗气除杂装置 设置对照实验实验改进方案：具支试管、橡胶活塞、洗气瓶 1个、试管 2支、直角 导管 2根、吸管 1根、橡胶管 2根；乙酸、碳酸氢钠、碳酸钠、苯酚。四种弱酸性物质酸性相对强弱的实验运用强酸制弱酸的化学反应原理比较四种弱酸性物质的 酸性相对强弱，学会通过实验现象培养学生分析推理的逻辑思维能力。【 实验名称 】【 实验目的 】【 实验仪器与试剂 】【 实验原理 】苯酚钠的制备原理：二氧化碳的制备原理：苯酚的再生原理：根据上述实验原理可以得出酸性相对大小为：【 实验装置图 】【 实验操作 】(1)取两支试管 a
6、和 b，分别吸取适量的 苯酚 液体 (约 1 mL)于试管 a、 b中，后用吸管吸取 1 mL蒸馏水于上述两支试管中，振荡，溶液变浑浊，然后滴加 0 1 mol L的 碳酸钠 溶液，至浑浊溶液恰好变为澄清。此过程 无气体 产生，说明产物生成了水溶性的苯酚钠，另一产物为碳酸氢钠，其中假定试管 a为操作管、试管 b为对照管。(2)向具支试管先加入适量的 碳酸氢钠 粉末 (约 0 5 g)。之后加入 3 mol L醋酸 溶液 3 mL， 二氧化碳 随即产生后通过装有 2 3体积的饱和碳酸氢钠溶液 洗气瓶 (容量规格 100 mL)，将洗气瓶的导管通入上述澄清溶液试管 a中，观察试管 a的实验现象与试管 b作对比，约 1分钟左右试管 a中就出现浑浊。1 宋心琦主编普通高中化学课程标准实验教科书 有机 化学基础 (第二版 ) M 北京：人民教育出版社 ,2007:22 魏钊，林丹关于苯酚和碳酸钠反应的再探讨 J 化 学教学， 2009， (8)： 493杨海丽，付依平乙醇与苯酚分子中羟基上氢原子活动性比较的实验探究 J化学教学， 2009， (9)： 154刘淑勒苯酚显弱酸性的实验改进 J实验教学与仪器， 2006 (10)： 4参考文献：
