乙醛的氧化反應

1、實驗九乙醛的氧化反應實驗教學研究目的1 .探討乙醛與銀氨溶液、新制的氫氧化銅反應的適宜實驗條件及操作技能，掌握實驗成敗關鍵。2 .進一步認識化學試劑的用量、濃度、PH 溫度、滴加順序等條件對實驗成功的重要性，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度和方法。3 .學習和探討乙醛氧化反應演示實驗的教法，訓練演示技能。實驗教學研究的內(nèi)容1 .乙醛與銀氨溶液反應適宜的硝酸銀濃度的探討；2 .乙醛與新制的氫氧化銅反應適宜的氫氧化銅混合液的 PH 反應溫度探討。3 .乙醛與銀氨溶液反應或與氫氧化銅反應的實驗教學。實驗教學研究步驟一、課前資料收集與研究方案的設計1 .思考與討論(1)乙醛與銀氨溶液、新制的 Cu(OH反應的原理各

2、是什么？乙醛與銀氨溶液、新制的氫氧化銅反應成功的關鍵是什么？各有哪些影響實驗的重要因素？(2)配制氫氧化銅時，對 NaOHS 液和 CuSO 容液的濃度和滴加順序有何要求？(3)乙醛與新制的 Cu(OH2容液反應時，溶液的最佳 PH：約為多少？銀氨溶液如何配制？影響銀氨溶液配制的關鍵因素是什么？(5)乙醛與銀氨溶液、新制氫氧化銅兩個反應實驗說明了乙醛的什么性質(zhì)？如何通過演示實驗來體現(xiàn)說明？2 .閱讀與資料收集閱讀下列內(nèi)容，明確實驗目的與要求，明確實驗成敗的關鍵，收集好與本實驗教學研究相關的資料。(1)本實驗內(nèi)容；(2)中學有關乙醛氧化反應的教材內(nèi)容；(3)本實驗中“參考資料”及有關文獻。3 .

3、實驗研究方案的設計在“思考與討論”和“閱讀與資料收集”的基礎上，依據(jù)實驗內(nèi)容和實驗條件，設計如下實驗研究的初步方案：(1)乙醛與銀氨溶液反應適宜的硝酸銀濃度探討。設計比較質(zhì)量分數(shù)分別為 1%2%3%AgNO 容液濃度配制的銀氨溶液對銀鏡反應影響的實驗方案。設計時注意選擇適宜的氨水濃度，使銀氨溶液的用量和銀鏡反應的溫度等其它條件控制在同一水平，最好設計相應的表格進行試驗。設計實驗方案時還應注意反應試管的潔凈、反應時溫度、裝置的要求、銀鏡生成的時間和質(zhì)量的比較、注意反應后廢物的處理等設計。設計銀氨溶液的配制方案和配制的要求（2）乙醛與新制的 Cu（OH反應適宜的氫氧化銅混合液 PH 反應溫度探討1

4、設計比較 Cu（OH2混合液 PHJ9、11、13 時，加熱溫度分別為 80oC、900c100oC與乙醛反應的實驗。注意乙醛濃度及用量的選擇（比較實驗時其它條件控制在同一水平），以及反應后廢物的處理等設計。2注意設計不同 PH1 合液的配制方案。4 .實驗教學研究方案的設計根據(jù)乙醛氧化反應演示實驗的教學目的，自選一個（或教師分配）實驗進行演示教學設計。教案要求以演示技能構成要素為線索進行設計，將演示技能理論運用于教學實際。教案應在明確演示實驗的教學目的：讓中學生明確乙醛的還原性，易被弱氧化劑氧化；觀察目的：通過觀察銀鏡或紅色物質(zhì)的生成，說明乙醛具有還原性；觀察重點的基礎上進行設計。通過演示操

5、作、指引觀察、引導思考與討論，讓學生自己由銀鏡或紅色物質(zhì)生成的實驗現(xiàn)象通過科學抽象獲得結論，理解以上兩個反應的過程和乙醛的還原性。上述設計的實驗研究、實驗教學研究兩個方案于實驗前交指導教師審閱。二、實驗研究1 .實驗研究方案的介紹與評析由兩位學生（每個實驗一人，可由教師在審閱學生實驗研究方案的基礎上，有目的、有針對性地指定）分別介紹他們實驗研究方案，并組織評析。評析實驗研究方案應圍繞“適宜實驗條件探討”方案是否可行、可操作、簡單、安全、可靠及創(chuàng)意性如何進行，是否設計表格進行比較實驗。在討論交流的基礎上，學生自我調(diào)整研究的初步方案。2 .實驗探究學生按調(diào)整后的實驗研究方案進行實驗探究。乙醛與銀氨

6、溶液反應時應注意：反應前試管的處理；銀氨溶液必須隨配隨用，不可久置；銀鏡反應必須在水浴中加熱；實驗后廢物的處理。乙醛與新制的氫氧化銅反應時應注意：NaO 降液和 CuSO 溶液的濃度、用量及滴加的順序；新制氫氧化銅混合液的 PH;加熱時的溫度。三、實驗教學研究1 .演示實驗教學模擬由兩位學生分別用自己探討出的實驗適宜條件分別進行上述兩個演示實驗教學模擬（由教師有目的地指定或由學生自己報名)。演示時，注意演示技能的應用及實驗的成功。通過演示實驗教學模擬，進一步訓練師范生演示實驗的教學技能。2 .演示實驗教學評議演示實驗教學評議應圍繞演示實驗目的的達到、學生主體作用的發(fā)揮、實驗的設計、演示的效果及

7、其他教學技能進行。教師也可針對學生演示時存在的主要問題進行講解、示范，并最后給予總結評定。學生進行自我完善。四、實驗教學研究總結1 .教師總結，布置新的實驗教學研究任務。2 .課后結合實驗報告要點總結如下內(nèi)容：(1)適宜實驗條件研究結果、實驗成功的關鍵；(2)銀鏡溶液的配制技術；(3)乙醛銀鏡反應的演示教學要點；(4)本次實驗的最大收獲。參考資料以下信息可供你進行研究時參考，你還可以繼續(xù)查詢其它的有關資料。1 .銀氨溶液及其配制銀氨溶液的主要成分是氫氧化二氨合銀，配制銀氨溶液的主要反應是：AgNO+NH3H20=AgOH+NHNO2AgOH=AgO+H2OAg2O+4NH3+H2O=2Ag(N

8、H3)2OHCH3CHO+2Ag(NH3)2OH-CH3COONH+2Ag；+3NH3T+H2O氫氧化二氨合銀是一種很弱的氧化劑，它能將乙醛中的醛基氧化為竣基，而銀氨配合物中的銀離子則被還原為單質(zhì)銀，均勻附著在試管的內(nèi)壁，形成光亮的銀鏡，故又稱為銀鏡反應。2 .銀鏡反應實驗應注意的問題：1試管必須潔凈、光滑，否則不能使金屬銀均勻附著在試管的內(nèi)壁上形成的銀鏡，只能生成黑色、疏松的銀的沉淀。為此，可用去污粉、洗液、氫氧化鈉溶液等洗滌試管，然后再用蒸儲水沖洗，直至管壁上形成均勻水膜，無水珠或股流出現(xiàn)。2過量的氨水對銀鏡反應的影響：配制銀氨溶液時，氨水必須加到最初出現(xiàn)的沉淀恰好溶解為止。 若氨水過量，

9、 將會與溶液中的氧化銀(Ag2O)結合， 生成易爆炸的物質(zhì)“雷爆銀(AN)”，不僅會影響試劑本身的靈敏度，而且加熱時可能發(fā)生爆炸。有關反應為：3Ag2O+2NH3=3H2O+2Ag3N2Ag3N=6Ag+N2T實踐證明，隨著氨水加入量的增大(指過量)，析出銀鏡的時間延長，生成的銀鏡減薄，不光亮，甚至只能在試管壁上看到少許銀斑，以至于實驗失敗，可見過量氨水對銀鏡反應的進行有著阻礙作用。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？有關資料表明，在銀氨溶液中起氧化作用的是Ag（NH3）2+,它在溶液中發(fā)生電離，生成AT和 NH。Ag（NH3）2+=Ag+2NH3在發(fā)生銀鏡反應時，溶液中 A 羽逐漸被消耗，濃度逐漸變小，

10、使得電離平衡向正方向移動，這樣使銀鏡反應得以進行下去。但是，如果溶液中加入過量氨水，相當于增大了產(chǎn)物NH 的濃度，會使該電離平衡向逆反應方向移動，抑制了Ag（NH3）2+的電離，從而使得溶液中 A 羽濃度相應減小，導致上述現(xiàn)象的發(fā)生。銀氨溶液必須隨配隨用，不能久置。如果久置會析出疊氮化銀（AgN9、氮化銀（AgsND、亞氨基化銀（Ag2NH）等爆炸性沉淀物。這些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也會分解而發(fā)生猛烈爆炸。因此，實驗結束時，也應及時清理掉過剩的銀氨溶液。加熱必須在水浴中進行（水浴溫度 80o左右），不能用酒精燈直接加熱，否則也有可能產(chǎn)生疊氮化銀、氮化銀等易爆性物質(zhì)。在水浴加熱過程中，振蕩試管、

11、攪拌溶液或水浴溫度過高，都難以得到光亮的銀鏡，而只能得到黑色細粒銀沉淀。實驗完畢應及時將試管內(nèi)的廢液傾去，管內(nèi)壁上的銀鏡可加稀 HNO1熱除去（這一過程需在通風櫥中進行），然后用水洗干凈，以免放久發(fā)生爆炸。3 .銀鏡反應的條件：銀鏡反應必須在微堿性溶液中進行，PHS 一般應控制在 910,這是因為在堿性溶液中醛的還原能力比在酸性溶液中強；但不能呈強堿性，因在強堿性溶液中加熱銀氨溶液，由于氨的失去，就會形成雷爆銀。同時，PH1 時，反應過快，產(chǎn)生大量黑色的銀粒沉淀，不易得到銀鏡。4 .銀氨溶液濃度對銀鏡反應的影響如果銀氨溶液的濃度過高，則反應速度太快，銀的晶核量大。晶核就不能平緩而均勻地沉積形成

12、銀鏡，而只能形成結構疏松的海綿狀的黑色銀粒。為使反應能夠成銀鏡，要求反應物的濃度適當稀一些。一般情況下，銀氨溶液的濃度在 235%圍內(nèi)為宜，因而硝酸銀溶液和氨水的濃度不能太高，一般以 2 勵宜，最高不超過 5%5 .乙醛的濃度醛類化合物的濃度（確切地說是醛基的濃度）是影響銀鏡反應的重要因素。且濃度越大產(chǎn)生的銀鏡越差。濃度越小生成銀鏡的質(zhì)量越好。乙醛的濃度一般為 40%但乙醛溶液放置久了之后容易發(fā)生聚合， 生成三聚或多聚乙醛，聚合后的乙醛不溶于水，比重較小，浮于上部，使整個乙醛溶液分為兩層，影響了溶液濃度。為此，乙醛試劑出廠時都加了稀硫酸，以防止或減少乙醛聚合，但造成乙醛試劑呈酸性，且引入了硫酸

13、根離子。止匕外，乙醛與空氣接觸還能漫漫氧化成乙酸，由于硫酸銀、醋酸銀均為難溶物，使AT濃度降低，造成鍍銀不勻或徹底失敗。在銀氨溶液中加入未經(jīng)處理的乙醛試劑，馬上出現(xiàn)白色渾濁，就是這種原因。因此在做乙醛的銀鏡反應時，對于放置久了而分層的乙醛在實驗前最好進行除雜處理。除雜方法：由于乙醛試劑呈酸性，同時混有 CH3COQSQ2-等干擾離子，所以在做銀鏡反應之前，向乙醛試劑中加足量氧化鈣，浸泡 30min 后，取上層清夜即可。除雜原理：2H+SO42-+CaO=CaSQ，+H202CH3COOH+CaO=(CHCOO)Ca；(乙醛試劑中)+H206 .如何做好“銀鏡反應”如何使“銀鏡反應”獲得百分之百

14、成功？除了試管內(nèi)壁刷洗干凈外，再增加一道敏化工序。具體操作為：上課前先將試管做常規(guī)刷洗，即以少量去污粉加普通自來水用刷子刷洗試管內(nèi)壁，再以自來水沖洗干凈。關鍵的一步在課內(nèi)進行，將敏化劑倒入試管使玻璃表層敏化，數(shù)秒后倒掉，再用少量蒸儲水清洗一次，以去除殘留的敏化劑。緊接著，按課本所述把配好的銀氨溶液倒入經(jīng)敏化處理的試管，滴加乙醛，在熱水浴中反應。不久，銀光閃閃，光可鑒人的金屬銀層就能致密牢固地附著在試管上，“銀鏡反應”逐告完成。敏化劑的配制及其簡單，取氯化亞錫少許，配成 0.2%。的氯化亞錫溶液即可。因每次實驗用量極少，實際操作中，可用牙簽蘸取一點氯化亞錫粉末，溶于數(shù)十毫升蒸儲水中搖勻后備用，需

15、要注意的是敏化劑應現(xiàn)配現(xiàn)用，不能隔夜，否則會失效。實驗證明，用經(jīng)過敏化劑處理后的試管做“銀鏡反應”成功率可達百分之百，銀面光亮程度不亞于工業(yè)制鏡的水平。7 .銀鏡反應的改進：(1)不需加熱的銀鏡反應。銀鏡反應的實驗通常需要加熱，下面介紹兩種不需加熱且簡便易行的方法。在潔凈的試管中加入 1mL2%勺硝酸銀溶液，一邊搖動一邊逐滴加入 2%勺稀氨水，直到產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止，然后加入 12 滴的乙醛溶液，再加入 12 滴 5%勺NaO 耨液，有褐色出現(xiàn)，進行振蕩就會出現(xiàn)光亮的銀鏡。反應原理為：NH3-H2O+Ag+=AgOH+NH4+AgOH+2NHH2O=Ag(NH)2+OH+2H202Ag(N

16、H3)2+2OH+CWCHOCH3COO+NH4+2Ag；+3NH3T+H2O此實驗中最后不加熱而滴加 NaO 耨液就是根據(jù)第三個反應原理， 增大 OH 溶液的濃度，提高反應速率使反應向生成銀的方向移動。于一支潔凈的試管中加入 2mL2%|酸銀溶液，然后加入 1 滴 40%S 氧化鈉溶液，振蕩立即出現(xiàn)白色沉淀，隨后又迅速變成褐色沉淀(這是因為硝酸銀在堿性條件下生成的白色氫氧化銀沉淀很不穩(wěn)定，很快變成棕褐色的氧化銀沉淀)；邊振蕩邊向試管中滴加 2%勺氨水，直到沉淀恰好溶解為止，使得銀氨溶液。在另一支潔凈試管中加入 0.5mL40%L 醛溶液，再加入 3 滴 2%!肖酸銀溶液，振蕩使混合均勻。然后

17、將該混合溶液傾入上述所制備的銀氨溶液中，振蕩使混合均勻，靜置，此時溶液呈無色、透明狀態(tài)，約過半分鐘，有棕色絮狀沉淀產(chǎn)生。隨著溶液顏色逐漸加深，在試管壁上有一層薄霧狀的銀析出，隨即形成均勻明亮的銀鏡，整個實驗過程約需 2 分鐘即可完成。該方法操作簡便，不需加熱，現(xiàn)象明顯，形成的銀鏡附著均勻，成功率高。(2)不加乙醛的銀鏡反應在強堿性條件下，銀氨溶液本身也可得到光亮的銀鏡，無須含醛基化合物。銀氨溶液存在如下平衡：2Ag(NH3)2+20H=Ag2O+4NH3T+H2O該平衡在強堿性和加熱(氨揮發(fā))條件下，都有利于 Ag2O 勺生成,而 Ag2O1 分解形成銀鏡。具體操作為：在一支潔凈的試管中加入

18、2mL2 的硝酸銀溶液，然后逐滴滴入 2%勺稀氨水，直至產(chǎn)生的氧化銀剛好溶解，然后加入 1 滴 40%勺氫氧化鈉溶液，加熱，大約2 分鐘左右便可得到均勻、光亮的銀鏡。8.乙醛與新制的 Cu(OH)2反應成敗關鍵：乙醛還原 Cu(OH是高中化學的一個重要實驗， 顯示的是乙醛的還原性。 但按書上的方案進行實驗，往往看不到有磚紅色沉淀生成，看到的卻是一種黃褐色渾濁，它與CU2O 勺外觀性質(zhì)相差甚遠。經(jīng)過很多人研究，指出：堿性強弱及 CuSO 濃度和用量，乙醛的濃度和用量都會影響實驗結果。乙醛在強堿條件下，若乙醛高濃度易發(fā)生乙醛的羥醛縮合，反應方程式為：由此可見，適當增大 CuSO 的濃度，可阻止羥醛縮合