探究銀鏡反應的原理以及對銀鏡的清洗方法的研究

王梓先

摘 要：銀鏡反應實驗是中學化學中一個典型的演示實驗，該試驗的條件要求嚴密，科學性強，對培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、精神和方法具有重要意義。本次研究性學習通過進行銀鏡實驗，觀察實驗現(xiàn)象，探究銀鏡反應的原理，并研究銀鏡的清洗方法。

關鍵詞：銀鏡反應、原理、清洗方法

一、研究方法

1.銀鏡反應

（1）取一支試管，使用熱的氫氧化鈉溶液清洗試管，再用蒸餾水清洗。

（2）加入1mL2%的硝酸銀溶液，然后加入10%氫氧化鈉水溶液2滴，振蕩試管，可以看到白色沉淀。再逐滴滴入2%的稀氨水，直到最初產生的沉淀恰好溶解為止。

（3）滴入一滴管的葡萄糖溶液，振蕩后把試管放到熱水中加熱，不久可以看到試管被加熱區(qū)內壁上附著一層光亮如鏡的金屬銀。

2.研究對比各種化學試劑清洗銀鏡時的清洗效果

（1）取4支有銀鏡的試管，用熱蒸餾水清洗。

（2）分別在試管中加入稀硝酸、過氧化氫溶液和酸性高錳酸鉀溶液。

（3）反應結束后將廢液倒掉，查看各試管的清洗狀況，并進行對比。

二、實驗過程、現(xiàn)象

1.銀鏡反應

向溶液里逐滴滴加氫氧化鈉溶液，首先析出AgOH。常溫下AgOH極不穩(wěn)定，分解為暗棕色沉淀物Ag2O。繼續(xù)滴加氨水，邊滴加邊震蕩，直至沉淀全部溶解。

總反應方程式為：

AgNO3+NaOH+2NH3`H2O=Ag（NH3）2++

OH-+2H2O+NaNO3

然后向溶液中加入葡萄糖，將Ag+還原。

2.銀鏡清洗

（1）HNO3?，F(xiàn)象：在試管中加入稀硝酸，銀鏡溶解。

推斷反應產物：由于硝酸具有氧化性，可以將Ag氧化為Ag+，則猜測生成物中含有硝酸銀。

驗證：向溶液中滴加氯化鈉，再加入硝酸，產生白色沉淀，且不溶解，說明Ag+存在。

綜上所述，可推斷HNO3清洗銀鏡的方程式是：

3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O

（2）H2O2?，F(xiàn)象：在試管中加入過氧化氫，銀鏡溶解，放熱，產生氣體和白色煙霧。

推斷反應產物：H2O2具有氧化性，Ag可能被氧化成為Ag+，也有可能被氧化為Ag2O，但反應后的溶液中并不存在黑褐色的Ag2O沉淀，則猜測產生了Ag2O膠體，要判斷到底是Ag+還是Ag2O膠體，仍需進一步實驗。根據元素守恒原理，可推測生成的氣體是過氧化氫自身分解后產生的氧氣。白色煙霧為水蒸氣。

驗證：將帶火星的木條靠近試管口，木條復燃，證明產生的氣體是氧氣。取一部分反應后試液于試管中，滴加NaCl溶液，未產生白色沉淀，證明Ag并沒有被氧化成為Ag+。于是取實驗后的另一部分試液于燒杯中，用激光筆照射，產生一條光亮的通路，證明Ag被氧化為Ag2O，而Ag2O是以膠體的方式存在。

（3）酸性KMnO4溶液?，F(xiàn)象：在試管中加入酸性高錳酸鉀溶液，振蕩，銀鏡溶解，溶液紫色褪去，轉為無色，但略顯渾濁。

推斷反應產物：酸性高錳酸鉀溶液是強氧化劑，Ag可能被氧化成為Ag+，而MnO4–則被還原為Mn2+離子，Ag+與SO42-結合形成微溶的Ag2SO4，這可能是溶液略顯渾濁的原因。

3.清洗結果

分別在試管中加入稀硝酸、過氧化氫溶液和酸性高錳酸鉀溶液，振蕩幾次后將廢液倒掉，從清洗結果?？梢钥闯鲞^氧化氫溶液和酸性高錳酸鉀溶液在短時間的清洗效果要優(yōu)于硝酸。然而經過較長時間的反應后，三支試管中的銀鏡都能被清洗干凈。

三、結論

過氧化氫、稀硝酸以及酸性KMnO4溶液均可以清洗銀鏡，然而硝酸會產生有害氣體NO污染環(huán)境，危害人體健康。但用過氧化氫清洗更為環(huán)保，綠色，且成本遠低于硝酸。

就最終清洗效果而言，三種試劑幾乎不相上下，但過氧化氫和酸性KMnO4溶液在短時間內的清洗效果甚至比硝酸更好，由此可見用過氧化氫或高錳酸鉀清洗銀鏡無疑是更好的選擇。

參考文獻：

[1]郭 珍.淺釋銀鏡反應中的一些問題[J].青海師范大學學報（自然科學版），2002（1）.

[2]斯琴高娃，烏 云.銀鏡反應實驗研究[J].化學教學，2006（12）.