某實驗小組從電極反應角度探究銀鏡反應中物質(zhì)氧化性和還原性的變化。
資料:ⅰ.[Ag(NH3)2]+?[Ag(NH3)]++NH3 K1=10-3.81
[Ag(NH3)]+?Ag++NH3 K2=10-3.24
ⅱ.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色Ag2O,Ag2O溶于氨水
(1)實驗發(fā)現(xiàn):乙醛和AgNO3溶液水浴加熱無明顯現(xiàn)象;銀氨溶液水浴加熱無明顯現(xiàn)象;滴加乙醛的銀氨溶液水浴加熱,試管壁逐漸出現(xiàn)一層光亮的銀鏡。
①有研究表明:配制銀氨溶液時,AgNO3和氨水生成Ag(NH3)2NO3,寫出生成Ag(NH3)2NO3的化學方程式
AgNO3+2NH3?H2O=Ag(NH3)2NO3+2H2O
AgNO3+2NH3?H2O=Ag(NH3)2NO3+2H2O
。
②從氧化還原角度分析:發(fā)生銀鏡反應時,氧化性微??赡苁茿g+、[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+
[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+
。
(2)甲同學查閱資料:銀鏡反應時,Ag+被還原成Ag。
①電極反應式:
ⅰ.還原反應:Ag++e-=Ag
ⅱ.氧化反應:CH3CHO-2e?+3OH?=CH3COO?+2H2O
CH3CHO-2e?+3OH?=CH3COO?+2H2O
。(堿性條件下)
②從電極反應角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化:
ⅰ.隨c(Ag+)降低,Ag+氧化性減弱。
ⅱ.隨c(OH-)增大,乙醛還原性增強。
③補充實驗驗證②中的分析。
實驗操作及現(xiàn)象:
實驗Ⅰ.插入“飽和KNO3溶液”鹽橋,電流表指針偏轉(zhuǎn);
實驗Ⅱ.電流穩(wěn)定后向右側(cè)燒杯滴加NaOH溶液,指針偏轉(zhuǎn)幅度增大;
實驗Ⅲ.電流再次穩(wěn)定后向左側(cè)燒杯滴加氨水,指針偏轉(zhuǎn)幅度減小
乙同學認為實驗Ⅲ不能證明“隨c(Ag+)降低,Ag+氧化性減弱”,理由是 可能是硝酸銀溶液中的
或O
2等微粒作氧化劑,其氧化性隨酸性減弱而減弱
可能是硝酸銀溶液中的
或O
2等微粒作氧化劑,其氧化性隨酸性減弱而減弱
。
(3)設(shè)計實驗進一步驗證。
實驗 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅳ |
往盛有銀氨溶液的試管中滴加濃氨水,無明顯現(xiàn)象,加入3滴乙醛,振蕩,水浴加熱 |
聞到刺激性氣味,溶液略顯灰色,試管壁未見銀鏡 |
Ⅴ |
往盛有銀氨溶液的試管中滴加較濃的NaOH溶液至pH與實驗Ⅳ相同,振蕩,溶液變渾濁,加入3滴乙醛,振蕩,水浴加熱 |
試管壁立即出現(xiàn)銀鏡 |
①乙同學認為通過實驗Ⅳ能證明“隨c(Ag
+)降低,Ag
+氧化性減弱”,你認為是否合理并說明原因
合理,[Ag(NH3)]+?Ag++NH3,c(NH3)增大,平衡逆向移動,c(Ag+)降低,Ag+氧化性減弱,未發(fā)生銀鏡反應;或不合理,灰色渾濁中可能有Ag,正一價的銀得電子未在試管壁析出,所以無法判斷
合理,[Ag(NH3)]+?Ag++NH3,c(NH3)增大,平衡逆向移動,c(Ag+)降低,Ag+氧化性減弱,未發(fā)生銀鏡反應;或不合理,灰色渾濁中可能有Ag,正一價的銀得電子未在試管壁析出,所以無法判斷
。
②分析實驗Ⅴ中“立即出現(xiàn)銀鏡的原因”,提出假設(shè):隨c(OH
-)增大,可能是N也參與了還原Ag。經(jīng)檢驗該假設(shè)成立,實驗方案及現(xiàn)象是
不加乙醛重復實驗Ⅴ中的操作,試管壁出現(xiàn)銀鏡或?qū)蓖ㄈ牒琋aOH的潮濕Ag2O固體,水浴加熱后出現(xiàn)銀鏡
不加乙醛重復實驗Ⅴ中的操作,試管壁出現(xiàn)銀鏡或?qū)蓖ㄈ牒琋aOH的潮濕Ag2O固體,水浴加熱后出現(xiàn)銀鏡
。
(4)總結(jié):ⅰ.銀氨溶液和乙醛發(fā)生銀鏡反應時,氧化劑主要是Ag
+,還原劑主要是乙醛;ⅱ.銀氨溶液中滴加較濃的NaOH溶液能促進銀鏡反應的發(fā)生,此法不適用于檢驗醛基,請解釋原因
。
【答案】AgNO
3+2NH
3?H
2O=Ag(NH
3)
2NO
3+2H
2O;[Ag(NH
3)
2]
+、[Ag(NH
3)]
+;CH
3CHO-2e
?+3OH
?=CH
3COO
?+2H
2O;可能是硝酸銀溶液中的
或O
2等微粒作氧化劑,其氧化性隨酸性減弱而減弱;合理,[Ag(NH
3)]
+?Ag
++NH
3,c(NH
3)增大,平衡逆向移動,c(Ag
+)降低,Ag
+氧化性減弱,未發(fā)生銀鏡反應;或不合理,灰色渾濁中可能有Ag,正一價的銀得電子未在試管壁析出,所以無法判斷;不加乙醛重復實驗Ⅴ中的操作,試管壁出現(xiàn)銀鏡或?qū)蓖ㄈ牒琋aOH的潮濕Ag
2O固體,水浴加熱后出現(xiàn)銀鏡;在氫氧化鈉存在下,
也能還原
,不一定是醛基還原