有機化合物(知識)の問題
次の文中の空欄 a・b に入る試薬の組み合わせとして正しいものを、下の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。
フェノールとベンジルアルコールに、それぞれ a を加えると、一方だけに目に見える変化が起こり、他方では起こらない。また、ギ酸と酢酸に、それぞれ b を加えて温めると、一方だけに目に見える変化が起こり、他方では起こらない。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 塩化鉄(III) 水溶液 | 炭酸水素ナトリウム水溶液 |
| イ | ナトリウム(単体) | アンモニア性硝酸銀水溶液 |
| ウ | 塩化鉄(III) 水溶液 | アンモニア性硝酸銀水溶液 |
| エ | ナトリウム(単体) | 炭酸水素ナトリウム水溶液 |
この問題で使うもの
- 官能基の検出反応(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(34 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
一覧で見る(前提が先)
- 実験器具の使い方と安全
- 気体の発生方法・性質・集め方
- 有機物・無機物と金属の性質
- 原子・分子と化学式
- 原子の構造と同位体
- 電子配置と価電子
- 周期表と周期律
- イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
- イオンと電離・電解質
- イオン結合と金属結合
- 共有結合と配位結合
- 分子の形と極性
- 分子間力と沸点
- 結晶の種類と性質
- 水溶液の性質と再結晶
- 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ
- 有機化合物の特徴と官能基による分類
- 構造異性体
- 脂肪族炭化水素の置換反応・付加反応・付加重合
- 分解と化合(化学変化の種類)
- 酸化と還元
- 酸化・還元の定義
- アルコールとエーテル
- 酸化数と酸化・還元の判定
- 酸化剤と還元剤
- アルデヒドとケトン
- 酸・アルカリと中和・指示薬
- アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
- 酸・塩基の価数・強弱と電離度
- 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
- カルボン酸とエステル
- ベンゼンの構造と反応
- フェノール類の性質と反応
- 官能基の検出反応
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
a ではフェノール類だけに起こる反応を、b ではギ酸だけがもつ性質を考えよう。
ヒント 2
フェノール類はベンゼン環に直接 が結合している。ギ酸は分子中に の構造をもち、還元性を示す。
ヒント 3
ナトリウムは をもつ化合物ならアルコールでもフェノール類でも反応して水素を発生する。また、カルボン酸はどれも炭酸より強い酸である。これらは両方に変化が起こるので、a・b それぞれの候補を 1 つに絞れる。
答えと解説
答えを見る
ウ
どこでつまずきましたか?(選ぶと、戻る場所を案内します)
解説を読む
空欄 a: フェノール はベンゼン環に直接 が結合したフェノール類なので、塩化鉄(III) 水溶液を加えると紫色に呈色する。ベンジルアルコール は がベンゼン環に直接結合していないアルコールなので、呈色しない。よって塩化鉄(III) 水溶液では一方(フェノール)だけに変化が起こる。
一方、ナトリウム(単体)は、ヒドロキシ基 をもつ化合物と反応して水素を発生する。フェノールは
のようにナトリウムフェノキシドと水素を生じ、ベンジルアルコールも
のように水素を発生する。両方に気体(水素)の発生という変化が起こるので、「一方だけに変化が起こる」試薬には当たらない。
空欄 b: ギ酸 は分子中にホルミル基(アルデヒド基) の構造をもつので還元性を示し、アンモニア性硝酸銀水溶液を加えて温めると銀が析出する(銀鏡反応)。酢酸 は還元性をもたないので銀鏡反応を示さない。よってアンモニア性硝酸銀水溶液では一方(ギ酸)だけに変化が起こる。
一方、ギ酸も酢酸もカルボン酸で、炭酸より強い酸なので、炭酸水素ナトリウム水溶液を加えるとどちらも二酸化炭素を発生する。両方に変化が起こるので当たらない。
以上より、a は塩化鉄(III) 水溶液、b はアンモニア性硝酸銀水溶液で、正しい組み合わせはウである。
- ア b が誤り(ギ酸・酢酸ともに を発生する)。
- イ a が誤り(フェノール・ベンジルアルコールともにナトリウムと反応して を発生する)。
- エ a・b ともに誤り(どちらの組でも両方に同じ気体の発生が起こる)。
別解
a: フェノールは塩化鉄(III)水溶液で青紫~紫色に呈色するが、ベンジルアルコール(フェノール性ヒドロキシ基をもたないアルコール)は呈色しない。一方、ナトリウム単体はどちらのヒドロキシ基とも反応して水素を発生するので区別できない。よって a は塩化鉄(III)水溶液。
b: ギ酸はホルミル基(アルデヒド基)をもつので還元性を示し、アンモニア性硝酸銀水溶液と温めると銀鏡反応が起こるが、酢酸は起こらない。一方、炭酸水素ナトリウム水溶液には、ギ酸も酢酸も(炭酸より強い酸なので)二酸化炭素を発生して反応するため区別できない。よって b はアンモニア性硝酸銀水溶液。
選択肢: ア(b が不適)、イ(a が不適)、ウ(a・b ともに適)、エ(a・b ともに不適)。正解はウ。