乙醛银镜反应实验的改进综述

摘要

乙醛的银镜反应是用来检验醛基的一个重要定性实验，高中化学新课标中也明确指出它是学生必做的实验之一。梳理近几年中国知网关于乙醛银镜反应实验的改进文献发现，实验改进方式有改变反应容器、加热方式和增加氢氧化钠等。分析文献得出相关结论，可为一线教师教学以及该实验的进一步改进提供有益的参考。

Graphical abstract

关键词

银镜反应 / 实验改进 / 综述 / 氢氧化钠

乙醛的银镜反应，可以用来检验醛基的存在。《普通高中化学课程标准（2017年版）》^［1］明确指出，有机化合物中常见官能团的检验是学生必做实验之一，该反应是强化官能团观念的重要途径，学习活动建议里也把醛基的性质与检验作为学生的实验探究活动之一，同时工业上也用这个反应来对玻璃镀银，并用于制作各种各样的镜子和制保温瓶胆。因此，在中学化学的学习阶段，该实验的确有开展的必要性^［2］。

现行人教版教材的实验装置^［3］存在一些不足之处，主要表现为：①实验成功率较低，即使成功，现象也不明显，不便于学生观察；②采取水浴加热用时太长，影响教学进度，不宜作为课堂演示实验。

查阅中国知网中关于银镜反应的实验改进文献，发现实验改进多集中在反应容器的改进、加热方式的改变、在混合液中增加NaOH溶液等。针对以上几个方面，笔者每种改进结果选取几篇文献加以阐述说明。

1 反应容器的改进

为了使银镜实验成镜效果更好，相关研究针对反应容器进行了改进，主要分为反应容器的类型、反应容器的预处理两方面。

（1） 反应容器类型的改进。

廖林芳^［4］对现有教材中的银镜反应实验质疑：反应容器一定要用试管才能成功吗？针对此质疑，廖林芳使用试管和薄的圆底烧瓶进行正交试验对比，发现在其他条件都相同的前提下，使用圆底烧瓶成镜效果更好（图1），银镜光亮且面积宽，学生更容易观察实验现象。

弓弦^［5］针对实验中使用试管镀银面积小、消耗药品多等不足之处，提出可以用平底烧瓶或是培养皿代替试管进行实验，学生通过实验后发现：使用平底烧瓶或培养皿镀镜效果非常理想，面积大，更便于观察，增强了实验的趣味性。

高谊等^［6］认为采用试管进行实验，直观效果往往达不到真正镜子的效果。为此，他们提出使用直径60 mm左右的圆形玻璃片（或直径60 mm左右的圆形表面皿）代替试管进行实验，发现制镜效果好，且光洁度高，学生可以真正体会到制镜的乐趣。同时，通过实验发现硅酸钠对银在玻璃容器上的附着起到亲和作用，在实验过程中，可以适量加一点硅酸钠溶液，以增强实验效果。

谷桂超等^［7］将实验仪器改为玻璃片或表面皿，增加了实验的趣味性和实用性。所使用到的仪器很好清洗，药品用量相对较少，体现了节约环保的意识。

赵向军^［8］利用乳胶管和两块洁净玻璃片制成玻璃小槽（图2），随后将盛有反应混合物的玻璃小槽置于盛有适量温水的大烧杯中进行水浴加热（水面略低于玻璃小槽），约3 min后即可观察到玻璃片内壁附着一层光亮如镜的金属银。

（2）反应容器的预处理。

银镜反应实验成功的关键：所用的仪器一定要洁净。许之郎等^［9］通过控制变量，选用3支清洁度不同的试管进行银镜反应实验（表1），得出结论：油污的存在确实会阻碍银镜反应的发生，所以在进行银镜反应时，可以使用碱液清洗试管，即一定要保证试管洁净。

康福清等^［10］在进行实验时，先用氢氧化钠清洗试管，再配银氨溶液，最后发现实验现象明显，效果颇佳，巩固了学生所学的知识。景庆云^［11］提出了一种新的洗涤仪器的方法：先使用三氧化二铁粉末摩擦玻璃后，再用清水冲洗，同样实验达到了很好的效果。

岳爽等^［12］采用不同的方式对反应容器进行预处理，得出如表2所示的实验结果。仅用自来水或去离子水清洗试管内壁，对银镜形成的影响不大，而以稀碱液清洗后，银镜更加光亮。

2 加热方式的改进

教材原有实验方案主要为水浴加热，反应时间长，影响教学进度。不少研究者对加热方式进行如下改进。

（1） 酒精灯直接加热。

吴海军^［13］认为，水浴时间长，浪费燃料酒精，所以采用如图3所示的实验装置进行改进，可直接进行加热。他把试管C套在B内，B套在A内，C的作用是便于观察银镜的生成，直接加热A，则产生的水蒸气给B加热。组合好装置后，给A加热，很快便能观察到光亮的银镜。

蓝芝霖等^［14］认为，水浴加热麻烦，遂选择了直接用酒精灯加热。这样一来，实验用时大大缩短，有效弥补了教材实验的不足，可以推广为学生实验。

（2） 电吹风代替水浴加热。

刘永霜^［15］针对水浴加热时间长、反应慢的弊端，提出可以采用电吹风代替水浴加热，反应快，提高了实验的效果。

（3） 不需要加热。

王秀阁^［16］通过正交实验，发现该实验不需要水浴加热，只需要在实验过程中快速、垂直振荡试管即可。这样一来，增加了反应熵变化，加快了反应速率，由此达到了与水浴加热相同的作用；垂直振荡可以使溶液浸润整个试管内壁，学生可以观察到整个试管内壁都有光亮的银镜，教学效果好，宜于课堂上进行演示操作。

李勇等^［17］从药品选择和实验原理入手改进实验装置，按顺序加入试剂后，剧烈垂直振荡试管0.5 min后，就能观察到光亮的银镜布满整个试管内壁，实验用时缩短，节省了课堂教学时间。

3 氢氧化钠在银镜反应中的作用

宋志贵^［18］从乙醛与银氨溶液反应的过程、银氨溶液的成分两方面分析NaOH在银镜反应中的作用，得出碱性环境有利于银镜的生成，且按照教材方案配制的银氨溶液与先加氢氧化钠再加氨水配制的银氨溶液成分明显不同。前者的反应式如下：AgNO₃＋NH₃·H₂O=AgOH↓＋NH₄NO₃，AgOH＋2NH₃·H₂O=［Ag（NH₃）₂］OH＋2H₂O。宋志贵认为，教材中叙述银氨溶液的成分为［Ag（NH₃）₂］OH并不准确，因为氢氧化二氨合银在溶液中以［Ag（NH₃）₂］^＋和OH^－形式存在，而OH^－与NH₄⁺发生反应，使得两者浓度减小，且溶液中剩余［Ag（NH₃）₂］^＋和NO₃^-，银氨溶液成分应为硝酸二氨合银，即用这种方法得到的银氨溶液碱性很弱。由此得出，后者制得的银氨溶液碱性更强，更能促进银镜反应的发生，但在实验过程中碱性也不宜过强，pH以控制在11左右为宜。

张勍等^［19］通过实验发现，当银氨溶液的碱性相对较强时，出现银镜快，且效果较好。所以，他在制备银氨溶液时加入了适量的NaOH，实验取得了不错的效果。

丁利铸^［20］对比不同pH条件下银氨溶液中Ag⁺的各种存在状态的分布分数，从中发现不同的pH环境决定了银氨溶液中银离子的存在形式，即只有银离子的存在状态是Ag（NH₃）²⁺时，才是用于银镜反应的溶液。随后，又通过实验验证得出：该反应的最适pH为11左右，而pH过高或过低都不利于银镜反应的进行。

4 其他实验改进

实验结束，需要清洗银镜。现行教材的方法是用硝酸进行清洗，查阅文献发现，可以把硝酸改为过氧化氢，以增强学生的环保意识。

5 结语

（1） 乙醛的银镜反应是乙醛的一个重要性质，让学生直观观察到银镜反应实验的现象是学生掌握这一性质的重要方法。教材实验存在一定的不足，不便用于教师演示实验或学生实验。因此，对实验的改进与创新，可以打破教材固有实验模式对师生思维的束缚，从而培养他们的创新探究精神。

（2） 从3个角度说明如何改进乙醛银镜反应实验，每个角度都列举了相应例子。综上得出，简单可行的实验方案为：反应容器洁净、薄、面积大；不用加热；在反应过程中适当滴加氢氧化钠溶液，可增强碱性。但对文献分析发现，每种实验改进各有优缺点，很少能够兼顾以上3个方面。另外，现有改进大都局限于理论分析，如果能将研究进一步深入，如对银镜反应实验条件进行正交试验探究，就有助于寻求适合教师演示实验或学生实验的最优方案，从而推动该实验走进课堂教学中。还有，可以鼓励师生共同参与实验改进过程，不仅提升实验教学效果，还能激发学生的实验兴趣和创新思维，使乙醛银镜反应实验成为化学教学中富有探究性的教学环节。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017年版） ［S］.北京：人民教育出版社，2018.

[2] 徐嘉彬，李佳，王后雄.铜与硝酸反应实验改进文献综述［J］.教育与装备研究，2020，36（07）：35-39.

[3] 王晶，郑长龙.普通高中教科书化学必修第二册［M］.北京：人民教育出版社，2019.

[4] 廖林芳.乙醛银镜反应实验的改进［J］.化学教育，2015，36（07）：71-73.

[5] 弓弦.摇出来的银镜：银镜反应实验改进［J］.中学化学教学参考，2018（22）：55-56.

[6] 高谊，陈志高.乙醛银镜反应实验的改进［J］.化学教与学，2017（09）：97，50.

[7] 谷桂超，代飞.对银镜反应实验的改进［J］.中学化学教学参考，2013（03）：28.

[8] 赵向军.银镜反应装置的改进［J］.化学教学 1997（12）：8-9.

[9] 许之郎，阳志高.乙醛与银氨溶液反应的最佳条件［J］.中学化学教学参考，2016（18）：60-61.

[10] 康福清，贺汝先.银镜反应实验的改进［J］.实验教学与仪器，2001，18（09）：10.

[11] 景庆云.银镜反应实验的改进［J］.四川教育，1980（01）：43.

[12] 岳爽，李丹，关新研，等.银镜反应实验的改进［J］.实验教学与仪器，2005，22（09）：15-16.

[13] 吴海军.对银镜反应实验的改进［J］.教学仪器与实验，2004（09）：26.

[14] 蓝芝霖，黄都，谭远聪.乙醛银镜反应的实验探讨［J］.中学化学教学参考，2015（08）：63.

[15] 刘永霜.“吹”出来的银镜反应［J］.化学教与学，2013（11）：93.

[16] 王秀阁.银镜反应和后续处理的实验改进［J］.化学教学，2015（04）：57-60.

[17] 李勇，韩兆状.不加热 速率快 效果好：银镜反应的改进与创新［J］.中学化学，2019（12）：29.

[18] 宋志贵.探究NaOH在银镜反应中的作用［J］.化学教学，2012（06）：53-54.

[19] 张勍，王林芳.对银镜反应的一点改进［J］.中学化学教学参考，1995（07）：27.

[20] 丁利铸.影响乙醛银镜反应效果的因素是什么？［J］.化学教与学，2016（02）：92-93.