■浙江省杭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二(4)班

現(xiàn)行高中化學(xué)教材中，葡萄糖的銀鏡反應(yīng)及與新制氫氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)常被用來判斷葡萄糖分子中具有醛基的結(jié)構(gòu)，蘇教版《化學(xué)2(必修)》教材中還介紹了這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體方案。我們?cè)诙啻螌?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一些問題，如在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，除比較耗時(shí)外，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)銀鏡不均勻、不明顯的現(xiàn)象；而在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，由于要用酒精燈加熱，會(huì)導(dǎo)致氧化銅的出現(xiàn)而使磚紅色偏黑。為此，我們查閱了相關(guān)資料，對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的外界條件作了探究，并改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)。

一、對(duì)葡萄糖銀鏡反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

我們?cè)诔叵聦?duì)試劑的濃度、用量、試劑滴加的順序作了探究，具體如下。

1.實(shí)驗(yàn)過程與現(xiàn)象。

(1)取5支潔凈試管，分別加入2mL2%的硝酸銀溶液，然后一邊搖動(dòng)試管，一邊逐滴加入2%的氨水至產(chǎn)生的沉淀剛好溶解為止，制得澄清的銀氨溶液，標(biāo)上編號(hào)。

(2)在試管1中滴入1mL10%的葡萄糖溶液，振蕩后靜置，發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象。

(3)在試管2、3中各滴入8～10滴25%的氫氧化鈉溶液，即產(chǎn)生褐色沉淀，再在試管2中加入1mL10%的葡萄糖溶液，試管3中加入1mL20%的葡萄糖溶液，振蕩后靜置，發(fā)現(xiàn)均有黑色沉淀物，同時(shí)試管壁上只有少量銀鏡。

(4)在試管4中加入1mL10%的葡萄糖溶液，在試管5中加入1mL20%的葡萄糖溶液，振蕩均勻，再各滴加8～10滴25%的氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置，可發(fā)現(xiàn)試管5的管壁上很快就有大量的光亮銀鏡，而試管4約過半分鐘后在管壁上也有較多的光亮銀鏡。

(5)另取一支潔凈試管，向其中加入2mL2%的硝酸銀溶液，振蕩試管，同時(shí)加入1mL20%的葡萄糖溶液，再滴加8～10滴25%的氫氧化鈉溶液，即刻出現(xiàn)大量黑色沉淀。若往該沉淀中加入稀硝酸，則沉淀溶解，而加入足量的氨水則沉淀未消失。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

(1)銀鏡反應(yīng)在堿性條件下更容易進(jìn)行，有資料表明醛基在堿性條件下更易被氧化，當(dāng)向溶液中加入一定量的堿后，反應(yīng)速率就加快了，可在常溫下形成銀鏡。

(2)增加葡萄糖溶液的濃度可以增大反應(yīng)速率，加快銀鏡的形成。

(3)從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，氧化銀也可以氧化醛基，也有資料說銀鏡反應(yīng)中的氧化劑實(shí)際上是氧化銀，而銀氨絡(luò)離子主要起到調(diào)節(jié)銀離子被還原的速率的作用，以便形成較好的銀鏡。以上(3)和(4)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果有差異大概是這個(gè)原因。

二、對(duì)葡萄糖還原新制氫氧化銅的實(shí)驗(yàn)探究

蘇教版《化學(xué)2(必修)》教材設(shè)置的實(shí)驗(yàn)方案為：在試管中加入2mL10%的氫氧化鈉溶液，滴加4～5滴5%的硫酸銅溶液，再加入2mL10%的葡萄糖溶液，加熱，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)若直接用酒精燈加熱，會(huì)因?yàn)檠趸~的產(chǎn)生而使磚紅色沉淀偏黑。為此，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)中所用試劑的濃度、用量、反應(yīng)溫度作了探究。

1.實(shí)驗(yàn)過程與現(xiàn)象。

(1)取6支潔凈試管并編號(hào)，在1號(hào)～5號(hào)試管里加入2mL10%的氫氧化鈉溶液，振蕩試管，再各滴加4～5滴5%的硫酸銅溶液；在6號(hào)試管里加入2mL20%的氫氧化鈉溶液，振蕩試管，再滴加4～5滴5%的硫酸銅溶液，以上均制得含氫氧化鈉的氫氧化銅懸濁液。

(2)在試管1中加入2mL10%的葡萄糖溶液，置于50℃的熱水浴中加熱，發(fā)現(xiàn)很快出現(xiàn)磚紅色沉淀。

(3)在試管2、6中同時(shí)加入2mL10%的葡萄糖溶液，置于40℃的熱水浴中加熱。發(fā)現(xiàn)約過30s后試管2中開始出現(xiàn)綠色，隨后變?yōu)辄S色沉淀，大約1.5min后變?yōu)榇u紅色沉淀，而試管6中的反應(yīng)速率要稍快些，但相差不多。

(4)在試管3中加入2mL20%的葡萄糖溶液，置于40℃的熱水浴中加熱，發(fā)現(xiàn)約20s后，溶液開始出現(xiàn)綠色，隨后轉(zhuǎn)化為黃色，再過約1min后轉(zhuǎn)化為磚紅色。

(5)在試管4中加入2mL10%的葡萄糖溶液，同時(shí)在試管5中加入2mL20%的葡萄糖溶液和約0.5g葡萄糖固體，置于約25℃的溫水浴中，發(fā)現(xiàn)約過2.5min后試管4開始出現(xiàn)綠色，而試管5在2min左右出現(xiàn)綠色，隨后它們均慢慢變?yōu)辄S色沉淀，最后轉(zhuǎn)化為磚紅色沉淀。

(6)若在15℃左右的溫度下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)要使溶液變綠色，均需要10min以上的時(shí)間。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

(1)按教材所說的配制氫氧化銅時(shí)所用的硫酸銅及氫氧化鈉的用量，事實(shí)上已是堿性環(huán)境，得到的其實(shí)是氧化性更強(qiáng)的Cu(OH)2-4，這是實(shí)驗(yàn)要獲得成功的必需條件。

(2)葡萄糖溶液的濃度也重要，使用較高濃度的葡萄糖溶液，反應(yīng)速率明顯加快。

(3)溫度當(dāng)然是反應(yīng)的重要條件之一，但在50℃以上的溫度時(shí)，按教材所用試劑的濃度，反應(yīng)已經(jīng)能夠快速進(jìn)行，為了使得到的磚紅色沉淀更鮮艷，建議采用水浴加熱，而不要用酒精燈直接加熱。