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有機化合物(知識)の問題

難易度 3共通テストレベル高校化学 有機化合物(知識)

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。

ab
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

この問題を解けるようになるまで(34 技能)

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

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ウ

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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。

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