Question

某实验小组欲探究醛的银镜反应用银氨溶液而不直接用AgNO₃溶液的原因。

（一）甲同学进行了如下对比实验：

装置	实验序号	试管中的药品	现象
	实验Ⅰ	2%AgNO3溶液1mL，加入2%氨水22滴；再加入3滴新开瓶的40%的乙醛溶液；水浴加热3分钟	光亮的银镜
实验Ⅱ	2%AgNO3溶液1mL，加入3滴新开瓶的40%的乙醛溶液；水浴加热3分钟	无明显现象

（1）乙醛发生银镜反应的化学方程式为_____。

（2）甲同学认为：2%AgNO₃溶液应该比用其配制的银氨溶液更易氧化乙醛，可能的理由是_____（写出一条即可）；而实验Ⅱ中无明显现象，从化学反应原理的角度解释可能的原因_____（写出一条即可）。

（二）乙同学为了找到银镜反应用银氨溶液的真正原因，先查阅资料，发现醛银镜反应的机理分为如下三步：

（3）据此，乙设计了更好的银镜实验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滴新开瓶的40%的乙醛溶液；水浴加热，很快出现了银镜。

（4）乙根据实验III并结合反应机理中出现银镜的分步机理（3），得出的结论是_____。

（三）丙同学为了确认AgNO₃溶液能氧化醛，继续查找资料，找到了不同浓度的AgNO₃溶液对室内HCHO气体去除效果如图。

（5）从图中可见：AgNO₃溶液浓度达到一定程度，HCHO的去除率基本不变，原因是AgNO₃溶液浓度越高，酸性越强，降低了______的还原性；同时，说明了AgNO₃溶液和HCHO反应的氧化剂不是______。

（四）结合甲乙丙的实验和资料，丁同学进一步提出，溶液的pH稳定，有利于快速形成均匀光亮的银镜。

（6）请结合化学用语解释AgNO₃溶液与乙醛溶液的反应pH变化明显，而银氨溶液变化不明显_____。

（7）综合该实验小组四位同学的实验和论证，最后得出银镜反应用银氨溶液，而不是AgNO₃溶液的优点是_____（写出2条即可）。

Answer

CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O Ag+浓度大，氧化性强或酸性条件下，Ag+氧化性强或NO3—也可做氧化剂 酸性条件下，乙醛还原性弱或能发生银镜反应，但速率太慢 增强碱性（OH-浓度），可加快生成银镜的反应速率 HCHO NO3— CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3COOH+2Ag↓+2HNO3，pH减小，影响银镜生成；而（1）中银氨溶液反应碱性基本不变（或者说NH3—NH缓冲溶液体系） 银氨溶液溶液呈碱性，醛类还原性增强；或银氨溶液溶液呈碱性，硝酸根的氧化性减弱；或银氨溶液呈碱性，氢氧根浓度大，生成银镜反应速率快；或反应生成乙酸铵和氨气，可使反应体系pH变化不大

【解析】

（1）乙醛和银氨溶液在水浴加热条件下发生氧化还原反应生成乙酸铵、氨气、银和水；

（2）由乙醛和银氨溶液反应的化学方程式可知，反应中银元素化合价升高被还原，说明银镜反应与银离子浓度大小、溶液酸碱性和硝酸根有关；由实验现象可知，酸性条件不利于银镜生成；

（4）根据实验III并结合反应机理中出现银镜的分步机理（3）可知，溶液中氢氧根浓度增大，加快了[AgH]与Ag+的反应速率，可加快生成银镜的反应速率；

（5）由图可知，AgNO3溶液浓度越高，酸性越强，降低了甲醛的还原性，同时说明反应中硝酸根没有参与反应；

（6）乙醛与硝酸银溶液共热反应生成乙酸、硝酸和银，反应中生成乙酸和硝酸，溶液酸性增强，pH减小，影响银镜生成，而乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵和氨气，形成了NH3—NH缓冲溶液体系，使溶液碱性基本不变，有利于银镜生成；

（7）与AgNO3溶液相比，银氨溶液具有溶液呈碱性，增强了醛类还原性、降低了硝酸根的氧化性；溶液中氢氧根浓度大，生成银镜反应速率快；反应生成乙酸铵和氨气，形成了NH3—NH缓冲溶液体系，使溶液碱性基本不变，有利于银镜生成等优点

（1）乙醛和银氨溶液在水浴加热条件下发生氧化还原反应生成乙酸铵、氨气、银和水，反应的化学方程式为CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O，故答案为：CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O；

（2）由乙醛和银氨溶液反应的化学方程式可知，反应中银元素化合价升高被还原，甲同学认为2%AgNO3溶液应该比用其配制的银氨溶液更易氧化乙醛的理由是2%AgNO3溶液中Ag+浓度比银氨溶液中Ag+浓度大，氧化性更强，或2%AgNO3溶液中Ag+水解使溶液呈酸性，酸性条件下，Ag+氧化性强，或2%AgNO3溶液中含有具有氧化性的NO3—，NO3—也可氧化乙醛；由题意可知实验Ⅰ为碱性条件，有银镜生成，实验Ⅱ为酸性条件，无银镜生成，说明酸性条件下，乙醛还原性比碱性条件弱，不能发生银镜反应，或酸性条件下也能发生银镜反应，但速率太慢，无法观察到银镜，故答案为：Ag+浓度大，氧化性强或酸性条件下，Ag+氧化性强或NO3—也可做氧化剂；酸性条件下，乙醛还原性弱或能发生银镜反应，但速率太慢；

（4）根据实验III并结合反应机理中出现银镜的分步机理（3）可知，溶液中氢氧根浓度增大，加快了[AgH]与Ag+的反应速率，可加快生成银镜的反应速率，故答案为：增强碱性（OH-浓度），可加快生成银镜的反应速率；NO3—；

（5）由图可知，AgNO3溶液浓度达到一定程度，HCHO的去除率基本不变，原因是AgNO3溶液浓度越高，酸性越强，降低了甲醛的还原性，同时说明反应中硝酸根没有参与反应，说明甲醛与硝酸银反应时，硝酸根不是反应的氧化剂，故答案为：HCHO；NO3—；

（6）乙醛与硝酸银溶液共热反应生成乙酸、硝酸和银，反应的化学方程式为CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3COOH+2Ag↓+2HNO3，反应中生成乙酸和硝酸，溶液酸性增强，pH减小，影响银镜生成，而乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵和氨气，形成了NH3—NH缓冲溶液体系，使溶液碱性基本不变，有利于银镜生成，故答案为：CH3CHO+H2O+2AgNO3CH3COOH+2Ag↓+2HNO3，pH减小，影响银镜生成；而（1）中银氨溶液反应碱性基本不变（或者说NH3—NH缓冲溶液体系）；

（7）由该实验小组四位同学的实验和论证可知，与AgNO3溶液相比，银氨溶液具有溶液呈碱性，增强了醛类还原性、降低了硝酸根的氧化性；溶液中氢氧根浓度大，生成银镜反应速率快；反应生成乙酸铵和氨气，形成了NH3—NH缓冲溶液体系，使溶液碱性基本不变，有利于银镜生成等优点，故答案为：银氨溶液溶液呈碱性，醛类还原性增强；银氨溶液溶液呈碱性，硝酸根的氧化性减弱；银氨溶液呈碱性，氢氧根浓度大，生成银镜反应速率快；反应生成乙酸铵和氨气，可使反应体系pH变化不大。