清洗銀鏡新方法的實驗探究

　　摘要：打破傳統(tǒng)的用硝酸清洗銀鏡的思維定勢，歷經(jīng)多次實驗探究總結(jié)了兩種清洗銀鏡的新方法：1.氯化鐵溶液清洗，2.鹽酸或硫酸清洗。此兩法清洗原理不同，但與傳統(tǒng)的清洗方法相比具有操作更安全、產(chǎn)物無毒害、可回收利用貴重金屬銀等許多優(yōu)點。
　　關(guān)鍵詞：清洗銀鏡；氯化鐵溶液；鹽酸或硫酸；實驗探究
　　文章編號： 1005–6629(2012)4–0047–02 中圖分類號： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B
　　
　　
　　
　　 1 提出問題
　　蘇教版《化學(xué)2》必修與《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》選修都設(shè)置了銀鏡反應(yīng)的探究實驗，為了加深銀鏡留給學(xué)生的印象有些教師還組織了學(xué)生分組實驗，一個年級一次下來產(chǎn)生了大量附有銀鏡的試管，為了回收試管不少同學(xué)用大量的水清洗試管，可是只能沖洗掉一點點，因此教師加以引導(dǎo)：“銀是不活潑的金屬，可用哪種酸溶解除去？”同學(xué)們立刻就想到了稀硝酸。稀硝酸確實可與銀反應(yīng)將銀除去，這也是許多類似習(xí)題的標(biāo)準(zhǔn)答案，可大家知道硝酸與金屬的反應(yīng)不僅硝酸利用率低而且還會產(chǎn)生污染性氣體，這是清洗銀鏡的最佳試劑嗎？為此筆者查閱資料并展開了一系列的思考與實驗探究。
　　 2 實驗探究
　　2.1 氯化鐵清洗銀鏡的實驗探究
　　大家知道，氯化鐵溶液有較強(qiáng)的腐蝕性，可腐蝕不活潑的銅用以制印刷電路板，可不可以用氯化鐵溶液來清洗銀鏡呢？
　　向銀鏡試管中加入6 mol/L的氯化鐵溶液約2 mL，震蕩試管發(fā)現(xiàn)美麗光亮的銀鏡很快變暗成灰色并逐漸溶解，溶液中脫落許多灰黑色的懸浮物，氯化鐵溶液的黃色明顯變淺，只需將試管震蕩3-5次銀鏡迅速被清洗干凈。不過細(xì)想，金屬離子的氧化性與單質(zhì)活潑性相反，中學(xué)教材電化學(xué)部分知識應(yīng)該是Ag+的氧化性強(qiáng)于Fe3+ [1]，F(xiàn)e3+怎么會將Ag氧化溶解呢？為此，筆者又查閱相關(guān)資料，金屬的活動性順序表是根據(jù)金屬與其在水溶液中形成低價態(tài)離子所構(gòu)成的電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢按由小到大順序排列的，只是從熱力學(xué)的角度指出了氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的可能性及趨勢大小，實際的金屬活潑性順序會因濃度、介質(zhì)、氣體的分壓、產(chǎn)物的溶解度、氧化膜等因素的影響而發(fā)生改變[2]，反過來金屬離子的氧化性也會受這些因素影響而改變，氯化鐵溶液中由于Fe3+的水解，使得溶液呈明顯的酸性，也就是說在酸性溶液中Fe3+可能將Ag單質(zhì)氧化溶解，現(xiàn)象見圖1。
　　2.2 鹽酸、硫酸清洗銀鏡的實驗探究
　　實驗室大部分的污垢都可以用鹽酸清洗除去，但是銀鏡用鹽酸清洗從理論上是根本行不通的，筆者只是隨意用手邊的稀鹽酸試試，結(jié)果輕輕震蕩試管只見大片的銀片從試管壁脫落了下來，顏色仍然是美麗的銀白色，會不會是什么偶然因素或是鹽酸中混有了稀硝酸，筆者又重新配制了鹽酸取另外一些試管實驗，結(jié)果產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象，如下圖：
　　從現(xiàn)象上判斷銀沒有溶解，從試管壁上脫落下來的仍然是銀片（去年清洗的銀保存在當(dāng)初清洗用的酸液中至今未變化），到底是什么原因讓銀片從試管壁上脫離了呢，筆者又取不同濃度的鹽酸、硫酸分別做了幾組對比試驗，結(jié)果如下：
　　仔細(xì)觀察分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)光亮的銀鏡遇酸很快表面起了褶皺，與試管的附著由原來的緊致光滑變得松弛，所以稍加震蕩便從試管壁脫落，筆者又從實驗室找來放置了一年多的銀鏡試管做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)這次試管上的銀鏡卻需震蕩較多次才會脫落下來。分析銀鏡反應(yīng)實驗所用的試劑，是什么物質(zhì)遇酸能使銀在試管壁附著度減弱又不會溶解銀，而且放置時間久了酸對它的作用會減弱，筆者猜測可能是光亮的銀鏡中隱藏著肉眼看不見的“小縫隙”，這些“小縫隙”中躲藏著銀氨溶液的堿遇酸反應(yīng)使得銀鏡變得疏松了，隨著銀鏡放置時間的延長，堿液分解揮發(fā)所以久置的試管用此法清洗不如新的銀鏡清洗容易。
　　為了防止探究過程出現(xiàn)疏漏，筆者還向江玉安教授請教分析此兩種清洗銀鏡的方法，江教授提出此兩種方法使用的溶液中都含有Cl-，建議用NaCl溶液探究銀鏡清洗是否有Cl-的影響作用，筆者將飽和NaCl溶液加入銀鏡試管中放置2小時后用力震蕩，銀鏡未發(fā)生明顯變化。由此可知方法二試管壁上銀鏡的脫離是酸中H+的作用。
　　 3 新方法具備突出的優(yōu)點
　?。?）用氯化鐵溶液、鹽酸、稀硫酸清洗比用硝酸清洗操作更安全。
　　（2）硝酸清洗會產(chǎn)生污染性氣體氮氧化物，此法沒有污染性氣體生成。
　　（3）回收了大量的貴重金屬銀。班級較多且開展學(xué)生實驗的學(xué)校一次可回收幾百只試管上的銀，可聯(lián)系加工業(yè)對其再加工。
　　由于本人認(rèn)知水平有限，所言不足之處還請各位同仁及時批評指正。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]王后雄.課標(biāo)本蘇教版高中化學(xué)2（必修）.教材完全解讀[M].北京：中國青年出版社，2005.
　　[2] 張玲，陳磊磊.有關(guān)原電池的概念及原理.化學(xué)教學(xué)[J].2010，（4）：1~4.
　　[3] 傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天揚(yáng)編.物理化學(xué).下冊[M].北京：高等教育出版社，1990.