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[清洗银镜新方法的实验探究]用什么清洗银镜

个人总结 时间:2024-06-06

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  摘要:打破传统的用硝酸清洗银镜的思维定势,历经多次实验探究总结了两种清洗银镜的新方法:1.氯化铁溶液清洗,2.盐酸或硫酸清洗。此两法清洗原理不同,但与传统的清洗方法相比具有操作更安全、产物无毒害、可回收利用贵重金属银等许多优点。
  关键词:清洗银镜;氯化铁溶液;盐酸或硫酸;实验探究
  文章编号: 1005�6629(2012)4�0047�02 中图分类号: G633.8 文献标识码: B
  
  
  
   1 提出问题
  苏教版《化学2》必修与《有机化学基础》选修都设置了银镜反应的探究实验,为了加深银镜留给学生的印象有些教师还组织了学生分组实验,一个年级一次下来产生了大量附有银镜的试管,为了回收试管不少同学用大量的水清洗试管,可是只能冲洗掉一点点,因此教师加以引导:“银是不活泼的金属,可用哪种酸溶解除去?”同学们立刻就想到了稀硝酸。稀硝酸确实可与银反应将银除去,这也是许多类似习题的标准答案,可大家知道硝酸与金属的反应不仅硝酸利用率低而且还会产生污染性气体,这是清洗银镜的最佳试剂吗?为此笔者查阅资料并展开了一系列的思考与实验探究。
   2 实验探究
  2.1 氯化铁清洗银镜的实验探究
  大家知道,氯化铁溶液有较强的腐蚀性,可腐蚀不活泼的铜用以制印刷电路板,可不可以用氯化铁溶液来清洗银镜呢?
  向银镜试管中加入6 mol/L的氯化铁溶液约2 mL,震荡试管发现美丽光亮的银镜很快变暗成灰色并逐渐溶解,溶液中脱落许多灰黑色的悬浮物,氯化铁溶液的黄色明显变浅,只需将试管震荡3-5次银镜迅速被清洗干净。不过细想,金属离子的氧化性与单质活泼性相反,中学教材电化学部分知识应该是Ag+的氧化性强于Fe3+ [1],Fe3+怎么会将Ag氧化溶解呢?为此,笔者又查阅相关资料,金属的活动性顺序表是根据金属与其在水溶液中形成低价态离子所构成的电极反应的标准电极电势按由小到大顺序排列的,只是从热力学的角度指出了氧化还原反应进行的可能性及趋势大小,实际的金属活泼性顺序会因浓度、介质、气体的分压、产物的溶解度、氧化膜等因素的影响而发生改变[2],反过来金属离子的氧化性也会受这些因素影响而改变,氯化铁溶液中由于Fe3+的水解,使得溶液呈明显的酸性,也就是说在酸性溶液中Fe3+可能将Ag单质氧化溶解,现象见图1。
  2.2 盐酸、硫酸清洗银镜的实验探究
  实验室大部分的污垢都可以用盐酸清洗除去,但是银镜用盐酸清洗从理论上是根本行不通的,笔者只是随意用手边的稀盐酸试试,结果轻轻震荡试管只见大片的银片从试管壁脱落了下来,颜色仍然是美丽的银白色,会不会是什么偶然因素或是盐酸中混有了稀硝酸,笔者又重新配制了盐酸取另外一些试管实验,结果产生同样的现象,如下图:
  从现象上判断银没有溶解,从试管壁上脱落下来的仍然是银片(去年清洗的银保存在当初清洗用的酸液中至今未变化),到底是什么原因让银片从试管壁上脱离了呢,笔者又取不同浓度的盐酸、硫酸分别做了几组对比试验,结果如下:
  仔细观察分析现象,发现光亮的银镜遇酸很快表面起了褶皱,与试管的附着由原来的紧致光滑变得松弛,所以稍加震荡便从试管壁脱落,笔者又从实验室找来放置了一年多的银镜试管做同样的实验,发现这次试管上的银镜却需震荡较多次才会脱落下来。分析银镜反应实验所用的试剂,是什么物质遇酸能使银在试管壁附着度减弱又不会溶解银,而且放置时间久了酸对它的作用会减弱,笔者猜测可能是光亮的银镜中隐藏着肉眼看不见的“小缝隙”,这些“小缝隙”中躲藏着银氨溶液的碱遇酸反应使得银镜变得疏松了,随着银镜放置时间的延长,碱液分解挥发所以久置的试管用此法清洗不如新的银镜清洗容易。
  为了防止探究过程出现疏漏,笔者还向江玉安教授请教分析此两种清洗银镜的方法,江教授提出此两种方法使用的溶液中都含有Cl-,建议用NaCl溶液探究银镜清洗是否有Cl-的影响作用,笔者将饱和NaCl溶液加入银镜试管中放置2小时后用力震荡,银镜未发生明显变化。由此可知方法二试管壁上银镜的脱离是酸中H+的作用。
   3 新方法具备突出的优点
  (1)用氯化铁溶液、盐酸、稀硫酸清洗比用硝酸清洗操作更安全。
  (2)硝酸清洗会产生污染性气体氮氧化物,此法没有污染性气体生成。
  (3)回收了大量的贵重金属银。班级较多且开展学生实验的学校一次可回收几百只试管上的银,可联系加工业对其再加工。
  由于本人认知水平有限,所言不足之处还请各位同仁及时批评指正。
  参考文献:
  [1]王后雄.课标本苏教版高中化学2(必修).教材完全解读[M].北京:中国青年出版社,2005.
  [2] 张玲,陈磊磊.有关原电池的概念及原理.化学教学[J].2010,(4):1~4.
  [3] 傅献彩,沈文霞,姚天扬编.物理化学.下册[M].北京:高等教育出版社,1990.

本文来源:http://www.zgzsclpt.com/gerenzongjie/324662.html

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