1. Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 tạo Axit picric?

Câu hỏi: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 tạo Axit picric?

A. Benzen

B. Etanol

C. Axit axetic

D. Phenol 

Hướng dẫn giải: 

Chọn đáp án D

Để giải câu hỏi này, ta cần hiểu rõ về quá trình tổng hợp axit picric (C6H2OH(NO2)3) và cách mà các chất trong các phương án tương tác với dung dịch HNO3 để tạo thành axit picric.

Axit picric có thể được tổng hợp từ phenol (hay còn gọi là phenyl alcohol) bằng cách nitrat hóa, tức là phenol phản ứng với dung dịch HNO3 đặc trong sự có mặt của một chất xúc tác như H2SO4 đặc.

Phản ứng chi tiết giữa phenol và axit nitric được mô tả như sau:

C6H5OH + 3HNO3 → 3H2O + C6H2OH(NO2)3

Trong đó, phenol tương tác với 3 phân tử axit nitric để tạo ra 3 phân tử nước và một phân tử axit picric.

Dựa vào cơ chế phản ứng trên, ta có thể suy ra đáp án chính xác cho câu hỏi là phương án D - Phenol. Điều này đúng với cơ chế tổng hợp axit picric thông qua quá trình nitrat hóa phenol.

Đáp án chi tiết giải thích cách tổng hợp axit picric từ phenol và cung cấp một cơ sở hóa học rất rõ ràng để hiểu và nhớ câu trả lời đúng.

 

2. Một số tính chất hóa học của Phenol khi tác dụng với HNO3

Phản ứng giữa phenol (C6H5OH) và dung dịch HNO3 đặc (axit nitric) với xúc tác H2SO4 đặc (axit sulfuric đặc) tạo ra 2,4,6-trinitrophenol, còn được gọi là axit picric. Phản ứng hóa học được biểu diễn như sau:

C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3H2O

Trong đó, phenol tác dụng với 3 phân tử axit nitric để thế nitro (NO2) vào vị trí ortho và para của nhóm hydroxyl (-OH) trên vòng benzen, tạo thành 2,4,6-trinitrophenol (C6H2(NO2)3OH), cùng với việc tạo ra 3 phân tử nước (H2O).

Axit picric là một hợp chất hữu cơ chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp nổ, thuốc nhuộm và y học. Nó có màu vàng đậm và có khả năng nổ cao, do đó phải được sử dụng cẩn thận và an toàn.

Ngoài ra thì phenol còn có một số đặc điểm vật lý và hóa học như sau:

- Về tính chất vật lý:  Phenol là một chất rắn, thường có dạng tinh thể không màu. Nó có một mùi đặc trưng, khá độc, và có điểm nóng chảy ở khoảng 43°C. Khi tiếp xúc với không khí trong thời gian dài, phenol sẽ bị oxy hóa một phần, gây ra sự biến đổi màu thành hồng và có thể bị chảy rữa do hấp thụ hơi nước. Phenol ít tan trong nước lạnh, nhưng tan tốt trong một số dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, ở nhiệt độ trên khoảng 66°C, phenol sẽ tan vô hạn trong nước.

- Về tính chất hóa học của Phenol: Phản ứng giữa phenol và dung dịch brom dẫn đến sự thế brom trên vòng benzen của phenol, tạo ra 2,4,6-tribromphenol kết tủa trắng. Phản ứng này có thể được sử dụng để nhận biết phenol trong mẫu khi không có mặt của anilin.

Phenol tham gia phản ứng thế brom dễ dàng hơn benzen do có nhóm hydroxyl (-OH) đẩy e làm tăng mật độ electron trong vòng benzen. Nhóm -OH này tạo điều kiện thuận lợi cho sự tác động của brom, làm cho phản ứng diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn so với benzen không có nhóm chức tương tự.

2,4,6-tribromphenol được tạo ra là một chất rắn kết tủa trắng, có thể dễ dàng quan sát và phân biệt. Điều này làm cho phản ứng thế brom với phenol trở thành một phương pháp phổ biến và hữu ích trong phân tích hóa học và nhận biết chất hữu cơ.

 

3. Một số bài tập vận dụng có liên quan 

Câu số 1: Trong những nội dung phát biểu sau đây của chúng tôi thì các bạn hãy cho chúng tôi biết phát biểu nào sau đây là phát biểu đúng và số phát biểu đúng là bao nhiêu?

(a) Phenol vừa tác dụng được với dung dịch KOH vừa tác dụng được với Na.

(b) Phenol phản ứng với dung dịch HNO3đặc (xúc tác H2SO4 đặc) để tạo ra Axit picric

(c) Nhiệt độ nóng chảy của phenol lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của ancol etylic.

(d) Phenol phản ứng được với dung dịch KHCO3 tạo CO2.

(e) Phenol tham gia phản ứng thế brom và thế nitro dễ hơn benzen

A. 5

B.1

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải: 

Để giải câu hỏi này, chúng ta cần xem xét từng phát biểu một để xác định xem chúng có đúng hay không:

(a) Đúng - Phenol có khả năng tác dụng với cả dung dịch KOH (kali hydroxide) và natri (Na). Đây là một đặc điểm của phenol.

(b) Đúng - Phenol phản ứng với dung dịch HNO3 đặc (nito nitric) với xúc tác H2SO4 đặc (axit sulfuric đặc) để tạo ra axit picric. Đây là một phản ứng đặc trưng của phenol.

(c) Đúng - Nhiệt độ nóng chảy của phenol cao hơn so với nhiệt độ nóng chảy của ancol etylic. Điều này là do phenol có cấu trúc phân tử phức tạp hơn, có các liên kết hydro được tạo ra bởi nguyên tử oxy trong nhóm hydroxyl.

(d) Sai - Phenol không phản ứng với dung dịch KHCO3 (kali hydrogen carbonate) để tạo ra CO2.

(e) Đúng - Phenol tham gia các phản ứng thế brom và thế nitro dễ dàng hơn so với benzen, do hiện diện của nhóm hydroxyl tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng thế.

Vậy có tổng cộng 4 phát biểu đúng, nên đáp án là D.

Câu số 2: Cho các chất dưới đây thì chất phản ứng được với dung dịch H2SO4 tạo kết tủa màu trắng đó là 

A. NaCO3

B.BaCl2

C. FeCl2

D. NaOH

Hướng dẫn giải:

Để giải câu hỏi này, chúng ta cần biết rằng khi dung dịch H2SO4 (axit sulfuric) tác dụng với một số chất, nó có thể tạo ra kết tủa màu trắng. Hãy xem xét từng phương án một:

A. Na2CO3 (natri cacbonat): Khi Na2CO3 tác dụng với H2SO4, nó tạo ra CO2 và nước, không có kết tủa màu trắng được tạo ra.

B. BaCl2 (bari clorua): Phản ứng giữa H2SO4 và BaCl2 tạo ra kết tủa bari sunfat (BaSO4), một chất rắn màu trắng.

C. FeCl2 (sắt(II) clorua): Khi FeCl2 tác dụng với H2SO4, nó sẽ tạo ra khí SO2 và không có kết tủa màu trắng được tạo ra.

D. NaOH (natri hydroxit): Khi NaOH tác dụng với H2SO4, nó tạo ra nước và không có kết tủa màu trắng được tạo ra.

Vậy, chỉ có phản ứng giữa H2SO4 và BaCl2 (phương án B) tạo ra kết tủa màu trắng. Đáp án là B.

PTHH: H2SO4+ BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

Câu số 3: Phenol không có khả năng phản ứng với chất nào trong những chất có sau đây:

A. Nước Br2

B. Kim loại K

C. Dung dịch KCl

D. Dung dịch KOH

Hướng dẫn giải

Ta có một số phương trình hóa học như sau:

C6H5OH + KOH → C6H5OK + H2O

C6H5OH + 3Br2 → HOC6H2Br3 + 3HBr

C6H5OH + K → C6H5OK + 1/2H2

Như vậy thì dựa theo những nội dung phân tích trên thì ta có thể thấy rằng đáp án đúng trong trường hợp này là đáp án D.Theo đó thì phenol không có khả năng phản ứng với KOH

Câu số 4: Bạn hãy cho chúng tôi biết về các dãy các chất đều tác dụng với dung dịch H2SO4 

A. Na2CO3, Ca(HCO3)2 , Ba(OH)2

B. NaHCO3, Na2SO4, KCl.

C. NaCl, Ca(OH)2, BaCO3.

D. AgNO3, K2CO3, Na2SO4.

Hướng dẫn giải:

Để giải câu hỏi này, chúng ta cần xác định dãy các chất nào trong các phương án đều tác dụng với dung dịch H2SO4 (axit sulfuric). Hãy xem xét từng phương án một:

A. Na2CO3 (natri cacbonat), Ca(HCO3)2 (canxi hydrogen cacbonat), Ba(OH)2 (bari hydroxit): Tất cả các chất trong dãy này đều phản ứng với dung dịch H2SO4. Kết quả của các phản ứng này là Na2SO4 (natri sunfat), CaSO4 (canxi sunfat) và BaSO4 (bari sunfat), tạo ra khí CO2 (cacbon dioxit) và nước.

B. NaHCO3 (natri hydrocarbonat), Na2SO4 (natri sunfat), KCl (kali clorua): Trong dãy này, NaHCO3 có thể phản ứng với dung dịch H2SO4 để tạo ra CO2, trong khi Na2SO4 và KCl không tác động với H2SO4.

C. NaCl (natri clorua), Ca(OH)2 (canxi hydroxit), BaCO3 (bari cacbonat): Trong dãy này, Ca(OH)2 và BaCO3 có thể phản ứng với dung dịch H2SO4, nhưng NaCl không phản ứng.

D. AgNO3 (bạc nitrat), K2CO3 (kali cacbonat), Na2SO4 (natri sunfat): Trong dãy này, AgNO3 và K2CO3 không phản ứng với dung dịch H2SO4, trong khi Na2SO4 tác động với H2SO4 nhưng không tạo ra kết tủa.

Vậy, chỉ có dãy chất trong phương án A là tác động với dung dịch H2SO4. Đáp án là A.

Ta có phương trình hóa học như sau:

Na2CO3 + H2SO→ Na2SO4 + CO2 ↑ + H2O

Ca(HCO3)2+ H2SO4 → CaSO4 ↓ + 2CO↑ + 2H2O

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2H2O

Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của chúng tôi có liên quan đến chất tác dụng với HNO3 tạo ra axit picric. Bên cạnh đó các bạn có thể theo dõi thêm bài viết sau đây: Đề thi Hóa học lớp 11 Học kì 1 có đáp án mới nhất năm 2023 - 2024