探究银镜反应的原理以及对银镜的清洗方法的研究

王梓先

摘 要：银镜反应实驗是中学化学中一个典型的演示实验，该试验的条件要求严密，科学性强，对培养学生的科学态度、精神和方法具有重要意义。本次研究性学习通过进行银镜实验，观察实验现象，探究银镜反应的原理，并研究银镜的清洗方法。

关键词：银镜反应、原理、清洗方法

一、研究方法

1.银镜反应

（1）取一支试管，使用热的氢氧化钠溶液清洗试管，再用蒸馏水清洗。

（2）加入1mL2%的硝酸银溶液，然后加入10%氢氧化钠水溶液2滴，振荡试管，可以看到白色沉淀。再逐滴滴入2%的稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止。

（3）滴入一滴管的葡萄糖溶液，振荡后把试管放到热水中加热，不久可以看到试管被加热区内壁上附着一层光亮如镜的金属银。

2.研究对比各种化学试剂清洗银镜时的清洗效果

（1）取4支有银镜的试管，用热蒸馏水清洗。

（2）分别在试管中加入稀硝酸、过氧化氢溶液和酸性高锰酸钾溶液。

（3）反应结束后将废液倒掉，查看各试管的清洗状况，并进行对比。

二、实验过程、现象

1.银镜反应

向溶液里逐滴滴加氢氧化钠溶液，首先析出AgOH。常温下AgOH极不稳定，分解为暗棕色沉淀物Ag2O。继续滴加氨水，边滴加边震荡，直至沉淀全部溶解。

总反应方程式为：

AgNO3+NaOH+2NH3`H2O=Ag（NH3）2++

OH-+2H2O+NaNO3

然后向溶液中加入葡萄糖，将Ag+还原。

2.银镜清洗

（1）HNO3。现象：在试管中加入稀硝酸，银镜溶解。

推断反应产物：由于硝酸具有氧化性，可以将Ag氧化为Ag+，则猜测生成物中含有硝酸银。

验证：向溶液中滴加氯化钠，再加入硝酸，产生白色沉淀，且不溶解，说明Ag+存在。

综上所述，可推断HNO3清洗银镜的方程式是：

3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O

（2）H2O2。现象：在试管中加入过氧化氢，银镜溶解，放热，产生气体和白色烟雾。

推断反应产物：H2O2具有氧化性，Ag可能被氧化成为Ag+，也有可能被氧化为Ag2O，但反应后的溶液中并不存在黑褐色的Ag2O沉淀，则猜测产生了Ag2O胶体，要判断到底是Ag+还是Ag2O胶体，仍需进一步实验。根据元素守恒原理，可推测生成的气体是过氧化氢自身分解后产生的氧气。白色烟雾为水蒸气。

验证：将带火星的木条靠近试管口，木条复燃，证明产生的气体是氧气。取一部分反应后试液于试管中，滴加NaCl溶液，未产生白色沉淀，证明Ag并没有被氧化成为Ag+。于是取实验后的另一部分试液于烧杯中，用激光笔照射，产生一条光亮的通路，证明Ag被氧化为Ag2O，而Ag2O是以胶体的方式存在。

（3）酸性KMnO4溶液。现象：在试管中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡，银镜溶解，溶液紫色褪去，转为无色，但略显浑浊。

推断反应产物：酸性高锰酸钾溶液是强氧化剂，Ag可能被氧化成为Ag+，而MnO4–则被还原为Mn2+离子，Ag+与SO42-结合形成微溶的Ag2SO4，这可能是溶液略显浑浊的原因。

3.清洗结果

分别在试管中加入稀硝酸、过氧化氢溶液和酸性高锰酸钾溶液，振荡几次后将废液倒掉，从清洗结果。可以看出过氧化氢溶液和酸性高锰酸钾溶液在短时间的清洗效果要优于硝酸。然而经过较长时间的反应后，三支试管中的银镜都能被清洗干净。

三、结论

过氧化氢、稀硝酸以及酸性KMnO4溶液均可以清洗银镜，然而硝酸会产生有害气体NO污染环境，危害人体健康。但用过氧化氢清洗更为环保，绿色，且成本远低于硝酸。

就最终清洗效果而言，三种试剂几乎不相上下，但过氧化氢和酸性KMnO4溶液在短时间内的清洗效果甚至比硝酸更好，由此可见用过氧化氢或高锰酸钾清洗银镜无疑是更好的选择。

参考文献：

[1]郭 珍.浅释银镜反应中的一些问题[J].青海师范大学学报（自然科学版），2002（1）.

[2]斯琴高娃，乌 云.银镜反应实验研究[J].化学教学，2006（12）.