银镜洗涤方法优化

银镜洗涤方法优化天津市第四中学 矫可庆一、实验目的传统的银镜洗涤方法是用不同浓度的硝酸溶液，但生成的产物都含有氮的氧化物，会产生污染，不利于环境保护，而且溶解后的溶液也不利于银单质的回收和再利用，本实验尝试研究用铁盐和过氧化氢溶液以及稀硫酸三种溶液对银镜进行洗涤和银的回收再利用进行探索和研究。二、实验仪器及试剂实验仪器： 若干含有银镜的小试管酒精灯 火柴 小木条实验药品：5mol/LFeCl3和Fe(NO3)3溶液，10%的H2O2溶液，0.1mol/L的H2SO4和Na2SO4三、实验仪器装置图及仪器的组装说明实验一实验二实验三四、实验操作及分析1.用铁盐溶解银镜的试管在水溶液中Ag+/Ag的标准电极电势0.80V，Fe3+/Fe2+是0.77V，二者很接近，仅从热力学的角度指出了标准状态下氧化还原反应进行的可能性及趋势大小，而实际的金属活泼性会因浓度、介质、气体的分压、产物的溶解度、氧化膜等因素而改变，因此Fe3+Ag=Fe2+Ag+可能发生。在两只含等量的银镜试管中加入同浓度同体积的FeCl3Fe(NO3)3溶液，充分振荡，静置。发现两种溶液都能溶解银镜，而且是第一支试管银镜溶解的速率明显快于第二支试管，且第一只试管中有明显灰色沉淀生成。由于第一支试管中含有的氯离子结合了反应生成的银离子，促使可以上述可逆反应的平衡正向移动，进而加快了银镜的溶解，第二支试管中的硝酸根在弱酸环境中氧化性较弱，并未对银镜的溶解起到作用。通过一个探究过程，将实验、元素理论有机整合，培养学生发散思维过程和整合知识的能力。2.用双氧水清洗银镜的试管在水溶液中H2O2/H2O标准电极电势1.763V，Ag+/Ag的标准电极电势0.80V，因此H2O2在酸性条件下氧化性要比Ag+强，故猜测可以用双氧水处理试管内壁上的银单质。预测：2H+2Ag+H2O2=2Ag+2H2O取2mL 10%的双氧水倒入附着银单质的试管中，试管壁上的银单质与双氧水剧烈反应并逐渐溶解，产生大量气泡，反应一会儿，将带火星的木条置于试管口，木条复燃证明有氧气生成。上述实验反应按两步进行：2Ag+H2O2=Ag2O+H2O；Ag2O+H2O2=2Ag+H2O+ O2，由此实验可知银在H2O2分解反应中起催化剂的作用。综上，上述实验原理是：2H2O2 2H2O+O23.用稀硫酸洗涤银镜的试管也可用稀盐酸或者稀硫酸洗涤银镜两个附有银镜的试管，银镜很快的洗掉，笔者曾经用Na2SO4作对比实验，结果不能使银脱落，猜想这可能是由于H+中和了银镜间隙中的氨分子，使银镜变疏松而脱落，与SO42-无关，若改用稀盐酸和氯化钠做实验对比，可以得到相同的结论，另外，放置时间很长的银镜试管，就很难用稀酸溶解，关于此实验有待进一步深入研究和探讨。五、改进的意义用H2O2或者氯化铁都可以快速处理银镜实验后附着有银单质的试管，并且反应过程中只产生氧气无其他有毒气体产生，不会损害实验者的身体健康，也不会造成环境污染。过氧化氢溶液处理银镜的过程中银扮演了催化剂的角色，生成了细碎的银单质而从试管壁上脱落，易集中回收利用，节约 资源。氯化铁和硝酸铁两种溶液处理银镜还有利于学生发散性思维能力的培养和激发学生探究知识的好奇心。六、实验质疑与分析用过氧化氢洗涤过的银镜试管后是否有银离子生成？取上述反应后的反应液1mL装入干净试管并稀释到3mL，向试管中加入稀盐酸酸化的KI溶液，发现溶液呈现黄色，该黄色可能是碘化银，也可能是过氧化氢或氧气氧化了碘离子生成碘水而呈现黄色；再加入1mL苯，振荡后静置，出现分层现象且上层为紫红色，证明确实有碘单质生成。下层依旧有浑浊，但颜色不清晰。又另取溶解银镜后的清液滴加硫化钠溶液，立刻产生黑色沉淀，证明有银离子生成，因此可以预见，银与过氧化氢的反应存在竞争，催化分