Question

【題目】某實驗小組欲探究醛的銀鏡反應(yīng)用銀氨溶液而不直接用AgNO3溶液的原因。

（一）甲同學(xué)進行了如下對比實驗：

裝置	實驗序號	試管中的藥品	現(xiàn)象
	實驗Ⅰ	2%AgNO3溶液1mL，加入2%氨水22滴；再加入3滴新開瓶的40%的乙醛溶液；水浴加熱3分鐘	光亮的銀鏡
	實驗Ⅱ	2%AgNO3溶液1mL，加入3滴新開瓶的40%的乙醛溶液；水浴加熱3分鐘	無明顯現(xiàn)象

（1）乙醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（2）甲同學(xué)認為：2%AgNO3溶液應(yīng)該比用其配制的銀氨溶液更易氧化乙醛，可能的理由是_____（寫出一條即可）；而實驗Ⅱ中無明顯現(xiàn)象，從化學(xué)反應(yīng)原理的角度解釋可能的原因_____（寫出一條即可）。

（二）乙同學(xué)為了找到銀鏡反應(yīng)用銀氨溶液的真正原因，先查閱資料，發(fā)現(xiàn)醛銀鏡反應(yīng)的機理分為如下三步：

（3）據(jù)此，乙設(shè)計了更好的銀鏡實驗III：2%AgNO3溶液1mL，加入3滴1mol/LNaOH溶液，再加入2%氨水22滴；再加入3滴新開瓶的40%的乙醛溶液；水浴加熱，很快出現(xiàn)了銀鏡。

（4）乙根據(jù)實驗III并結(jié)合反應(yīng)機理中出現(xiàn)銀鏡的分步機理（3），得出的結(jié)論是_____。

（三）丙同學(xué)為了確認AgNO3溶液能氧化醛，繼續(xù)查找資料，找到了不同濃度的AgNO3溶液對室內(nèi)HCHO氣體去除效果如圖。

（5）從圖中可見：AgNO3溶液濃度達到一定程度，HCHO的去除率基本不變，原因是AgNO3溶液濃度越高，酸性越強，降低了______的還原性；同時，說明了AgNO3溶液和HCHO反應(yīng)的氧化劑不是______。

（四）結(jié)合甲乙丙的實驗和資料，丁同學(xué)進一步提出，溶液的pH穩(wěn)定，有利于快速形成均勻光亮的銀鏡。

（6）請結(jié)合化學(xué)用語解釋AgNO3溶液與乙醛溶液的反應(yīng)pH變化明顯，而銀氨溶液變化不明顯_____。

（7）綜合該實驗小組四位同學(xué)的實驗和論證，最后得出銀鏡反應(yīng)用銀氨溶液，而不是AgNO3溶液的優(yōu)點是_____（寫出2條即可）。

Answer 1

【答案】CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O Ag+濃度大，氧化性強或酸性條件下，Ag+氧化性強或NO3—也可做氧化劑 酸性條件下，乙醛還原性弱或能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但速率太慢 增強堿性（OH-濃度），可加快生成銀鏡的反應(yīng)速率 HCHO NO3— CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3COOH+2Ag↓+2HNO3，pH減小，影響銀鏡生成；而（1）中銀氨溶液反應(yīng)堿性基本不變（或者說NH3—NH緩沖溶液體系） 銀氨溶液溶液呈堿性，醛類還原性增強；或銀氨溶液溶液呈堿性，硝酸根的氧化性減弱；或銀氨溶液呈堿性，氫氧根濃度大，生成銀鏡反應(yīng)速率快；或反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，可使反應(yīng)體系pH變化不大

【解析】

（1）乙醛和銀氨溶液在水浴加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成乙酸銨、氨氣、銀和水；

（2）由乙醛和銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中銀元素化合價升高被還原，說明銀鏡反應(yīng)與銀離子濃度大小、溶液酸堿性和硝酸根有關(guān)；由實驗現(xiàn)象可知，酸性條件不利于銀鏡生成；

（4）根據(jù)實驗III并結(jié)合反應(yīng)機理中出現(xiàn)銀鏡的分步機理（3）可知，溶液中氫氧根濃度增大，加快了[AgH]與Ag+的反應(yīng)速率，可加快生成銀鏡的反應(yīng)速率；

（5）由圖可知，AgNO3溶液濃度越高，酸性越強，降低了甲醛的還原性，同時說明反應(yīng)中硝酸根沒有參與反應(yīng)；

（6）乙醛與硝酸銀溶液共熱反應(yīng)生成乙酸、硝酸和銀，反應(yīng)中生成乙酸和硝酸，溶液酸性增強，pH減小，影響銀鏡生成，而乙醛與銀氨溶液反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，形成了NH3—NH緩沖溶液體系，使溶液堿性基本不變，有利于銀鏡生成；

（7）與AgNO3溶液相比，銀氨溶液具有溶液呈堿性，增強了醛類還原性、降低了硝酸根的氧化性；溶液中氫氧根濃度大，生成銀鏡反應(yīng)速率快；反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，形成了NH3—NH緩沖溶液體系，使溶液堿性基本不變，有利于銀鏡生成等優(yōu)點

（1）乙醛和銀氨溶液在水浴加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成乙酸銨、氨氣、銀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O，故答案為：CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O；

（2）由乙醛和銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中銀元素化合價升高被還原，甲同學(xué)認為2%AgNO3溶液應(yīng)該比用其配制的銀氨溶液更易氧化乙醛的理由是2%AgNO3溶液中Ag+濃度比銀氨溶液中Ag+濃度大，氧化性更強，或2%AgNO3溶液中Ag+水解使溶液呈酸性，酸性條件下，Ag+氧化性強，或2%AgNO3溶液中含有具有氧化性的NO3—，NO3—也可氧化乙醛；由題意可知實驗Ⅰ為堿性條件，有銀鏡生成，實驗Ⅱ為酸性條件，無銀鏡生成，說明酸性條件下，乙醛還原性比堿性條件弱，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，或酸性條件下也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但速率太慢，無法觀察到銀鏡，故答案為：Ag+濃度大，氧化性強或酸性條件下，Ag+氧化性強或NO3—也可做氧化劑；酸性條件下，乙醛還原性弱或能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但速率太慢；

（4）根據(jù)實驗III并結(jié)合反應(yīng)機理中出現(xiàn)銀鏡的分步機理（3）可知，溶液中氫氧根濃度增大，加快了[AgH]與Ag+的反應(yīng)速率，可加快生成銀鏡的反應(yīng)速率，故答案為：增強堿性（OH-濃度），可加快生成銀鏡的反應(yīng)速率；NO3—；

（5）由圖可知，AgNO3溶液濃度達到一定程度，HCHO的去除率基本不變，原因是AgNO3溶液濃度越高，酸性越強，降低了甲醛的還原性，同時說明反應(yīng)中硝酸根沒有參與反應(yīng)，說明甲醛與硝酸銀反應(yīng)時，硝酸根不是反應(yīng)的氧化劑，故答案為：HCHO；NO3—；

（6）乙醛與硝酸銀溶液共熱反應(yīng)生成乙酸、硝酸和銀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3COOH+2Ag↓+2HNO3，反應(yīng)中生成乙酸和硝酸，溶液酸性增強，pH減小，影響銀鏡生成，而乙醛與銀氨溶液反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，形成了NH3—NH緩沖溶液體系，使溶液堿性基本不變，有利于銀鏡生成，故答案為：CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3OOH+2Ag↓+2HNO3，pH減小，影響銀鏡生成；而（1）中銀氨溶液反應(yīng)堿性基本不變（或者說NH3—NH緩沖溶液體系）；

（7）由該實驗小組四位同學(xué)的實驗和論證可知，與AgNO3溶液相比，銀氨溶液具有溶液呈堿性，增強了醛類還原性、降低了硝酸根的氧化性；溶液中氫氧根濃度大，生成銀鏡反應(yīng)速率快；反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，形成了NH3—NH緩沖溶液體系，使溶液堿性基本不變，有利于銀鏡生成等優(yōu)點，故答案為：銀氨溶液溶液呈堿性，醛類還原性增強；銀氨溶液溶液呈堿性，硝酸根的氧化性減弱；銀氨溶液呈堿性，氫氧根濃度大，生成銀鏡反應(yīng)速率快；反應(yīng)生成乙酸銨和氨氣，可使反應(yīng)體系pH變化不大。