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高中化学中银镜反应实验的改进
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2017年12期
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主办: 东北师范大学;国家基础教育实验中心
周期: 月刊
出版地: 吉林省长春市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-1477
CN: 22-1096/G4
邮发代号: 12-164
投稿邮箱: xdzxxjy@126.com
历史沿革:
现用刊名:现代中小学教育
曾用刊名:东北师大学报(教育科学版)
创刊时间:1985
一、教材中该实验设计的不足
一是在试剂上教材中使用到乙醛溶液,教室里一般无良好通风设备。而空气中乙醛低浓度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎。高浓度吸入尚有麻醉作用。表现有头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变。可致死。误服出现胃肠道刺激症状、麻醉作用及心、肝、肾损害。对皮肤有致敏性。反复接触蒸气引起皮炎、结膜炎。考虑到课堂上教师和学生身体健康,基于绿色化学课堂的考虑,可以用同样含醛基的葡萄糖溶液替代乙醛溶液进行实验。葡萄糖相对于乙醛,一是原料易得,无毒无污染,溶液也是无色的,即便是在讲到乙醛时,教师也可以以葡萄糖悄悄替代乙醛进行实验。
二是在实验操作上,课本中的银镜反应需要水浴加热,装置复杂,所花时间较长(一般需要加热好几分钟才能看到银镜出现),实验过程中操作有脱节而不紧凑,成功率低,不适于课堂演示实验。本人查阅多种相关资料,也进行了多次实验探究,成功的找到了替代方案。该方案能使使用的药品无毒无污染,实验装置和操作都较为简单,所花时间较短,形成的银镜附着均匀,现象更为明显,成功率也明显提高。
二、改进后的实验设计
实验用品:试管及塞食管的橡皮塞、4%的葡萄糖溶液、2%的硝酸银溶液、2%的氨水。
实验方法:在一支洁净的试管中加入3滴2%的硝酸银溶液(浓度不能过高),再滴入1~2滴20%的氢氧化钠溶液,稍做振荡立即出现白色沉淀,随后又迅速变成褐色沉淀(Ag2O),然后再逐滴加入2%的氨水,边加边振荡至生成的沉淀刚好溶解为止。然后再向此银氨溶液中加入4滴4%的葡萄糖溶液,塞上橡皮塞,迅速的将试管竖直上下振荡,直到出现光亮银镜为止,整个实验过程约需2min即可完成。
三、该实验成功的关键和注意事项
银镜反应是含醛基物质具有的特征反应,为使银镜反应能一次成功,实验中应注意以下问题:
(1)试管必须洁净,这是实验成败的关键之一。只有在洁净的试管内壁才能析出均匀、光滑、明亮的银镜。不洁净的试管,只能生成黑色疏松银的沉淀。可用去污粉、洗液、氢氧化钠溶液等洗涤。洗净的试管盛满水,倒去后,内壁只留下一层极薄、均匀且透明的水膜,没有水渍斑点。
(2)加入氢氧化钠溶液和氨水的量都不能过多,浓度也不能过高(一般以2%为宜),使最初生成的沉淀刚好溶解为止。如果溶液中加入过量氨水,增大了产物NH3的浓度,会使该电离平衡向逆反应方向移动,抑制了[Ag(NH3)2]+的电离,使溶液中Ag+浓度相应减小,导致银镜反应效果不佳。
(3)银氨溶液须随用随配,不可久置。如果久置会析出叠氮化银(AgN3)、氮化银(Ag3N)、亚氨基化银(Ag2NH)等爆炸性的沉淀物质。这些沉淀物质即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈的爆炸。因此,实验结束时,应及时清理掉过剩的银氨溶液,以防止事故发生。
(4)银镜反应须在微碱性溶液中进行,pH一般应控制在9~10。但不能呈强碱性,因在强碱性条件下,银氨溶液本身也可得到光亮的银镜,无需含醛基化合物。银氨溶液存在如下平衡:2OH-+2[Ag(NH3)2] Ag2O↓+4NH3+H2O,该平衡在强碱性和加热条件下,都有利于Ag2O的生成,而Ag2O易分解形成银镜。为了使溶液呈微碱性,在氧化银刚好溶解后加入,滴40%的氢氧化钠溶液即可。
(5)银氨溶液和含醛基物质混合后要立即轻微振荡试管,混合摇匀后再放入水浴里加热。加热时不能摇动试管,否则得不到光亮的银镜,而是产生黑色疏松银的沉淀。
(6)实验完毕应立即将试管中的废液倾去,管内壁银镜可加入一些稀硝酸加热即可除去,然后将试管用水冲洗。反应后的废液要及时处理,不可久置。
- 【发布时间】2017-12-9 12:44:52
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