对葡萄糖两个还原性实验条件的探究

■浙江省杭州外国语学校高二(4)班

现行高中化学教材中，葡萄糖的银镜反应及与新制氢氧化铜反应的实验常被用来判断葡萄糖分子中具有醛基的结构，苏教版《化学2(必修)》教材中还介绍了这两个实验的具体方案。我们在多次实验中发现了一些问题，如在第一个实验中，除比较耗时外，有时还会出现银镜不均匀、不明显的现象；而在第二个实验中，由于要用酒精灯加热，会导致氧化铜的出现而使砖红色偏黑。为此，我们查阅了相关资料，对这两个实验的外界条件作了探究，并改进了实验。

一、对葡萄糖银镜反应的实验探究

我们在常温下对试剂的浓度、用量、试剂滴加的顺序作了探究，具体如下。

1.实验过程与现象。

(1)取5支洁净试管，分别加入2mL2%的硝酸银溶液，然后一边摇动试管，一边逐滴加入2%的氨水至产生的沉淀刚好溶解为止，制得澄清的银氨溶液，标上编号。

(2)在试管1中滴入1mL10%的葡萄糖溶液，振荡后静置，发现无明显现象。

(3)在试管2、3中各滴入8～10滴25%的氢氧化钠溶液，即产生褐色沉淀，再在试管2中加入1mL10%的葡萄糖溶液，试管3中加入1mL20%的葡萄糖溶液，振荡后静置，发现均有黑色沉淀物，同时试管壁上只有少量银镜。

(4)在试管4中加入1mL10%的葡萄糖溶液，在试管5中加入1mL20%的葡萄糖溶液，振荡均匀，再各滴加8～10滴25%的氢氧化钠溶液，振荡后静置，可发现试管5的管壁上很快就有大量的光亮银镜，而试管4约过半分钟后在管壁上也有较多的光亮银镜。

(5)另取一支洁净试管，向其中加入2mL2%的硝酸银溶液，振荡试管，同时加入1mL20%的葡萄糖溶液，再滴加8～10滴25%的氢氧化钠溶液，即刻出现大量黑色沉淀。若往该沉淀中加入稀硝酸，则沉淀溶解，而加入足量的氨水则沉淀未消失。

2.实验结论。

(1)银镜反应在碱性条件下更容易进行，有资料表明醛基在碱性条件下更易被氧化，当向溶液中加入一定量的碱后，反应速率就加快了，可在常温下形成银镜。

(2)增加葡萄糖溶液的浓度可以增大反应速率，加快银镜的形成。

(3)从实验的结果来看，氧化银也可以氧化醛基，也有资料说银镜反应中的氧化剂实际上是氧化银，而银氨络离子主要起到调节银离子被还原的速率的作用，以便形成较好的银镜。以上(3)和(4)两个实验得到的结果有差异大概是这个原因。

二、对葡萄糖还原新制氢氧化铜的实验探究

苏教版《化学2(必修)》教材设置的实验方案为：在试管中加入2mL10%的氢氧化钠溶液，滴加4～5滴5%的硫酸铜溶液，再加入2mL10%的葡萄糖溶液，加热，观察并记录实验现象。我们在实验中发现若直接用酒精灯加热，会因为氧化铜的产生而使砖红色沉淀偏黑。为此，我们对实验中所用试剂的浓度、用量、反应温度作了探究。

1.实验过程与现象。

(1)取6支洁净试管并编号，在1号～5号试管里加入2mL10%的氢氧化钠溶液，振荡试管，再各滴加4～5滴5%的硫酸铜溶液；在6号试管里加入2mL20%的氢氧化钠溶液，振荡试管，再滴加4～5滴5%的硫酸铜溶液，以上均制得含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液。

(2)在试管1中加入2mL10%的葡萄糖溶液，置于50℃的热水浴中加热，发现很快出现砖红色沉淀。

(3)在试管2、6中同时加入2mL10%的葡萄糖溶液，置于40℃的热水浴中加热。发现约过30s后试管2中开始出现绿色，随后变为黄色沉淀，大约1.5min后变为砖红色沉淀，而试管6中的反应速率要稍快些，但相差不多。

(4)在试管3中加入2mL20%的葡萄糖溶液，置于40℃的热水浴中加热，发现约20s后，溶液开始出现绿色，随后转化为黄色，再过约1min后转化为砖红色。

(5)在试管4中加入2mL10%的葡萄糖溶液，同时在试管5中加入2mL20%的葡萄糖溶液和约0.5g葡萄糖固体，置于约25℃的温水浴中，发现约过2.5min后试管4开始出现绿色，而试管5在2min左右出现绿色，随后它们均慢慢变为黄色沉淀，最后转化为砖红色沉淀。

(6)若在15℃左右的温度下重复以上实验，发现要使溶液变绿色，均需要10min以上的时间。

2.实验结论。

(1)按教材所说的配制氢氧化铜时所用的硫酸铜及氢氧化钠的用量，事实上已是碱性环境，得到的其实是氧化性更强的Cu(OH)2-4，这是实验要获得成功的必需条件。

(2)葡萄糖溶液的浓度也重要，使用较高浓度的葡萄糖溶液，反应速率明显加快。

(3)温度当然是反应的重要条件之一，但在50℃以上的温度时，按教材所用试剂的浓度，反应已经能够快速进行，为了使得到的砖红色沉淀更鲜艳，建议采用水浴加热，而不要用酒精灯直接加热。