用于銀鏡反應的銀氨溶液成分及堿性的探究

李成剛 何小穩(wěn)

摘要：高中化學教材中有關(guān)硝酸銀溶液中滴加氨水生成的銀氨溶液成分的表述不夠準確，從而導致部分中學化學教師存在認識上的誤差和混亂。為了驗證溶液的成分，糾正部分教師既有的認識，本研究從理論推導和實驗兩個方面對高中化學教材中硝酸銀溶液與氨水反應制得的銀氨溶液的堿性、溶質(zhì)的主要成分進行了探討。

關(guān)鍵詞：銀氨溶液成分；堿性探究； 銀鏡反應實驗；化學實驗教學

文章編號：1005–6629（2013）9–0039–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

在高中化學選修5教材（包括人教版、蘇教版、魯教版等教材）中，介紹了硝酸銀溶液中滴加氨水到沉淀正好完全溶解時所制得的銀氨溶液是Ag（NH3）2OH溶液，其中人教版《有機化學基礎(chǔ)》教材中有關(guān)銀氨溶液的制備并進行銀鏡反應實驗的相關(guān)描述如下[1]：

在潔凈的試管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液，然后邊振蕩試管邊逐滴加入2%的稀氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好完全溶解為止，制得銀氨溶液。再滴入3滴乙醛，振蕩后將試管放在水浴中溫熱。觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

實驗中，硝酸銀與氨水生成的銀氨溶液的主要成分是Ag（NH3）2OH（氫氧化二氨合銀），它是一種弱氧化劑，能將乙醛氧化成乙酸，乙酸又與氨反應生成乙酸銨，而Ag+被還原成金屬銀：

CH3CHO+2Ag（NH3）2OH CH3COONH4+

2Ag↓+3NH3+H2O

以上說法似乎是毫無爭議的，即此處所得溶液中溶質(zhì)的主要成分是強堿性的Ag（NH3）2OH，而且被大多數(shù)教師和學生普遍認可。由此派生出來的習題以及考題數(shù)不勝數(shù)，這樣就很容易導致學生的錯誤認知，而這種錯誤認知一旦形成將很難得到徹底更正。事實果真如此嗎？此處所得溶液中溶質(zhì)的主要成分究竟是不是Ag（NH3）2OH，所得溶液究竟是不是強堿性的？為了揭示其真面目，有效避免上述情況的發(fā)生，本文從理論分析和實驗驗證兩個方面進行探討。

1 理論分析

銀氨溶液的制備實驗中發(fā)生的先后反應可以用化學方程式表示如下：

AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3

AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O

2 實驗探究

2.1 實驗過程為了驗證以上推理，筆者在實驗室中利用以下藥品和器材完成了以下三個對比實驗。

實驗藥品：2%的AgNO3溶液，2%的稀氨水，10%的氫氧化鈉溶液

實驗器材：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、酸度計

實驗1：用酸度計測定2%氨水溶液的pH，其pH約為11.7；

實驗3：在20.0 mL 2%的AgNO3溶液中逐滴加入10%的氫氧化鈉溶液到沉淀不再增加為止，靜置。離心后傾析除去上層溶液，洗滌沉淀，向剩余的沉淀中逐滴加入2%的稀氨水，直到沉淀恰好完全溶解，此時消耗稀氨水溶液的體積大約為4.0 mL。用酸度計測定此時溶液的pH，其pH約為13.7。

2.2 數(shù)據(jù)分析

（1）教材實驗中使用的2%氨水的物質(zhì)的量濃度大約為：

c（NH3·H2O）≈1.2 mol/L，

則溶液中OH-濃度為[2]：

c（OH-）≈{c（NH3·H2O）×Kb}1/2

={1.2×1.8×10-5}1/2 mol/L

=4.65×10-3 mol/L。

pH≈11.67（298 K）

實驗1中所測pH跟2%氨水的pH的理論值很接近。

（2）當沉淀剛好溶解時，應生成混合液。

AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3

AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O

Ag（NH3）2OH+NH4NO3=Ag（NH3）2NO3+NH3·H2O

3 結(jié)論和建議

通過理論計算和實驗探究得出高中化學教材中硝酸銀溶液與氨水反應制得的銀氨溶液中溶質(zhì)的主要成分不應是Ag（NH3）2OH，而應是Ag（NH3）2NO3、NH3·H2O與少量的NH4NO3，溶液的OH-濃度主要來自于NH3·H2O的電離平衡，此時溶液的堿性主要應由NH3-NH4+平衡體系決定，故溶液不應該呈強堿性。這樣才能還原事物的本質(zhì)，有助于我們在平時教學中根據(jù)學生的認知規(guī)律來培養(yǎng)科學的探究方法，避免產(chǎn)生錯誤認知?；谏鲜鐾茖Ш蛯嶒炋骄?，建議在高中教材中：

（1）不宜突出強調(diào)硝酸銀溶液滴加氨水到沉淀正好完全溶解時所制得的溶液是強堿性的Ag（NH3）2OH溶液；

（2）可以對高中化學教材中乙醛的銀鏡反應的化學方程式做一下適當?shù)男薷?，建議修改以后的化學方程式為：

CH3CHO+2Ag（NH3）2NO3+2H2O

CH3COONH4+2Ag↓+2NH4NO3+NH3·H2O或者為：CH3CHO+2Ag（NH3）2NO3+H2O

CH3COONH4+2Ag↓+2NH4NO3+NH3↑。

以上的分析，可以提供一個“提出問題-解決問題-延伸思考”的個例。同時，也提醒我們在平時的教學過程中，要善于引導學生敢于質(zhì)疑，積極思考，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，養(yǎng)成積極探索的習慣，從而為培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心.有機化學基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：人民教育出版，2007.

[2]北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學.無機化學（第四版）[M].北京：高等教育出版，2009.

[3]楊宏孝，顏秀茹，崔健中等.無機化學（第四版）[M].北京：高等教育出版，2011.