Cu(OH)2能氧化乙醛吗？

1 Cu OH Cu OH 2 2能氧化乙醛吗 能氧化乙醛吗 李改仙 晋中学院化学化工系 山西晋中 030600 人教社高中化学第二册 2003 年版 第 165 页关于 Cu OH 2氧化乙醛的实验方法及实 验现象的描述是 在试管里加入 10 的 NaOH 溶液 2ml 滴入 2 的 CuSO4溶液 4 6 滴 振荡后加入乙醛溶液 0 5ml 加热至沸腾 观察溶液中有红色沉淀产生 该红色沉淀是 Cu2O 它是由反应中生成的 Cu OH 2被乙醛还原产生的 Cu2 2OH Cu OH 2 CH3CHO 2Cu OH 2 CH3COOH Cu2O 2H2O 对这样一个重要实验 近年来有不少教师进行了探究 达成共识的是 乙醛还原 Cu OH 2的反应需要加热至沸腾 NaOH 要过量 有争议的是 Cu OH 2是否必须是新 制的 见文献 1 2 3 以下笔者就 新制 Cu OH 2 的涵义及 Cu OH 2能否氧化乙 醛的问题 结合自己的学习和实验探究谈些肤浅的看法 愿与老师们商榷 实验一 改变反应液中 NaOH 或 CuSO4的量后分别与乙醛反应 见表 1 目的 探讨 新制 Cu OH 2 为何物质 试管编号 NaOH 溶液 2 Cu OH 2 5 乙醛 常温现象 至沸现象 冷后现象 1 5 30 10 滴 30 滴 1ml 10 滴 蓝色浊液 深蓝色 蓝 黑 黑绿 管底以黑 为主 随 半透明液体 色浊液 NaOH 量增大红 增多 上面液体由 橙红 黄 淡黄 6 30 40 滴 1ml 10 滴 深蓝色透明液体 蓝 绿色浊液 有鲜红 7 9 10 5 滴 20 滴 5 滴 10 滴 深蓝浊液 蓝 黑绿色浊液 有黑色 10 10 2ml 5 滴 10 滴 蓝色透明溶液 蓝 黄绿 黄色浊液 有红色 表 1 反应液中 NaOH 或 CuSO4的量改变对氧化乙醛的影响 2 向 7 9 号试管中再加入 2ml 30 溶液重新加热至沸腾 管底有黑 其上方有少量红色沉淀 液体呈红色 实验步骤及结果与分析 在 1 5 号洁净试管中分别加入 2 CuSO41ml 依次滴入30 NaOH 溶液 1 0 滴 15 滴 20 滴 30 滴 40 滴 振荡试管 再依次滴入 5 乙醛溶液 10 滴 再振荡试管 可看 到随着 NaOH 量的增多 反应液由蓝色浊液变为深蓝色半透明液体 分别加热至沸 冷却 后管底以黑色沉淀为主 随着 NaOH 量的增大 红色沉淀逐渐增多 说明反应中新制的 Cu OH 2逐渐溶解转化为 Cu OH 4 2 该过程发生了如下反应 CuSO4 2NaOH Cu OH 2 Na2SO4 由于 Cu OH 2微显两性 Cu OH 2又溶于过量的碱液中 Cu OH 2 2NaOH Na2 Cu OH 4 深蓝 四羟基合铜 酸钠 即在受热过程中 由 Cu OH 2分解产生的黑色 CuO 在逐渐减少 Cu OH 4 2 逐渐增多 由 Cu OH 4 2 与乙醛作用产生的 Cu2O 逐渐增多 特别是 6 号试管中 NaOH 远远过量时 得深蓝色透明溶液 加热至沸 冷却后有鲜红色沉淀生成 说明加热前反应液中 Cu2 离子 是以 Cu OH 4 2 离子形式存在 起氧化作用的是 Cu OH 4 2 这就是所谓的 新制氢氧化 铜 实验二 用陈化 7 天的 Cu OH 2固体与乙醛反应 见表 2 目的 探讨非新制 Cu OH 2能否氧化乙醛 试管编号 Cu OH 2 10 NaOH 5 乙醛 常温现象 至沸现象 冷后现象 1 少量 2ml 3 滴 淡蓝色溶液 淡蓝 黄绿 黄色浊液 砖红 振荡后取上层清夜 2 3 少量 2ml 5 10 滴 淡蓝色溶液 淡蓝 黄 橙红浊液 砖红 振荡后取上层清夜 4 少量 2ml 10 滴 上为蓝色溶液 淡蓝 黄绿 橙红浊液 管底少量黑 其 表 2 陈化 7 天后的 Cu OH 2固体与乙醛反应情况 3 下有少量 Cu OH 2 上方有红 实验步骤及结果与分析 在 1 支大试管中加入适量陈化 7 天后的固体 Cu OH 2 后加入 10ml10 NaOH 溶液 振荡 静置 分别取上面淡蓝色透明溶液 2ml 于 1 3 号洁净试管中 然后分别滴入 5 乙 醛溶液 3 滴 5 滴 10 滴 加热至沸 冷却后有砖红色沉淀生成 这里 反应液中看不到 有新制 Cu OH 2 但乙醛还是被氧化 在 4 号试管中加入上面大试管中含有 Cu OH 2沉淀 的液体 2ml 加热至沸 冷却后管底有少量黑色沉淀 其上方有红色沉淀 说明起氧化作 用的还是新制的 Cu OH 4 2 与 Cu OH 2是否新制无关 其理由在实验一的结果与分析中 已提及 实验三 原装 Cu OH 2试剂与乙醛反应 见表 3 目的 进一步探讨新制 Cu OH 2与乙醛的作用 试管编号 Cu OH 2 5 乙醛 反应液pH 常温现象 至沸现象 冷后现象 1 少量 2ml 3 4 淡蓝色透明溶液 淡蓝色透明溶液 淡蓝色透明溶液 2 5 少量 2ml 6 12 淡蓝色浊液 淡蓝 土色发红浊液 以黑 为主 有少量红 6 少量 2ml 约 14 淡蓝色浊液 淡蓝 黑红浊液 有黑红 溶液为黄 橙红 7 少量 2ml 14 半透明蓝色液体 蓝 黄绿 橙黄浊液 有红色 8 少量 2ml 14 蓝色透明溶液 蓝 黄绿 橙红浊液 有红色 较 7 效果好 实验步骤及结果与分析 在 1 8 号洁净试管中分别加入少量 Cu OH 2固体 再分别加入 5 乙醛溶液 2ml 振 荡试管 用 pH 试纸测各试管反应液的 pH 当反应液的 pH 为 3 4 时 Cu OH 2溶解 溶 表 3 原装 Cu OH 2试剂与乙醛溶液反应随 pH 变化情况表 3 原装 Cu OH 2试剂与乙醛溶液反应随 pH 变化情况 4 液呈淡蓝色 反应液中看不到 Cu OH 2沉淀 也没有 Cu OH 4 2 存在 把 1 号试管中反应 液加热至沸 冷却后 反应液还呈淡蓝色透明溶液 得不到红色 Cu2O 沉淀 当用 NaOH 溶液调反应液 pH 至 6 时 有蓝色沉淀生成 振荡后反应液呈淡蓝色浊液 当反应液 pH 调至 6 14 时 反应液从淡蓝色浊液过渡为半透明蓝色液体 说明反应液中的 Cu OH 2逐 渐溶解转化为 Cu OH 4 2 分别加热至沸 冷却后管底生成的沉淀以黑色为主 又过渡为 黑红色 特别是 8 号试管中 NaOH 远远过量时 得蓝色透明溶液 加热至沸 冷却后有 红色沉淀 本实验说明 NaOH 远远过量时 Cu OH 4 2 可将乙醛氧化 而 Cu OH 2则不能 结束语 反应液中的 Cu OH 2无论是否新制 都是沉淀 不易与样品作用 在加热至沸时 Cu OH 2会发生分解 生成黑色 CuO 沉淀 在本实验中起氧化作用的是 Cu OH 4 2 这就 是所谓的 新制氢氧化铜 乙醛被氧化与 Cu OH 2是否新制无关 因此 在反应方程式 中把 新制氢氧化铜 即 Cu OH 4 2 写成 Cu OH 2是不太合适的 本实验成功的关键在 于 NaOH 要过量 使 Cu OH 2完全溶解 成为透明的蓝色溶液 2 的 CuSO4溶液用量 为 4 6 滴 不易太多 乙醛溶液用量也要适