清洗銀鏡新方法的實驗探究

　　摘要：打破傳統的用硝酸清洗銀鏡的思維定勢，歷經多次實驗探究總結了兩種清洗銀鏡的新方法：1.氯化鐵溶液清洗，2.鹽酸或硫酸清洗。此兩法清洗原理不同，但與傳統的清洗方法相比具有操作更安全、產物無毒害、可回收利用貴重金屬銀等許多優點。
　　關鍵詞：清洗銀鏡；氯化鐵溶液；鹽酸或硫酸；實驗探究
　　文章編號： 1005–6629(2012)4–0047–02 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B
　　
　　
　　
　　 1 提出問題
　　蘇教版《化學2》必修與《有機化學基礎》選修都設置了銀鏡反應的探究實驗，為了加深銀鏡留給學生的印象有些教師還組織了學生分組實驗，一個年級一次下來產生了大量附有銀鏡的試管，為了回收試管不少同學用大量的水清洗試管，可是只能沖洗掉一點點，因此教師加以引導：“銀是不活潑的金屬，可用哪種酸溶解除去？”同學們立刻就想到了稀硝酸。稀硝酸確實可與銀反應將銀除去，這也是許多類似習題的標準答案，可大家知道硝酸與金屬的反應不僅硝酸利用率低而且還會產生污染性氣體，這是清洗銀鏡的最佳試劑嗎？為此筆者查閱資料并展開了一系列的思考與實驗探究。
　　 2 實驗探究
　　2.1 氯化鐵清洗銀鏡的實驗探究
　　大家知道，氯化鐵溶液有較強的腐蝕性，可腐蝕不活潑的銅用以制印刷電路板，可不可以用氯化鐵溶液來清洗銀鏡呢？
　　向銀鏡試管中加入6 mol/L的氯化鐵溶液約2 mL，震蕩試管發現美麗光亮的銀鏡很快變暗成灰色并逐漸溶解，溶液中脫落許多灰黑色的懸浮物，氯化鐵溶液的黃色明顯變淺，只需將試管震蕩3-5次銀鏡迅速被清洗干凈。不過細想，金屬離子的氧化性與單質活潑性相反，中學教材電化學部分知識應該是Ag+的氧化性強于Fe3+ [1]，Fe3+怎么會將Ag氧化溶解呢？為此，筆者又查閱相關資料，金屬的活動性順序表是根據金屬與其在水溶液中形成低價態離子所構成的電極反應的標準電極電勢按由小到大順序排列的，只是從熱力學的角度指出了氧化還原反應進行的可能性及趨勢大小，實際的金屬活潑性順序會因濃度、介質、氣體的分壓、產物的溶解度、氧化膜等因素的影響而發生改變[2]，反過來金屬離子的氧化性也會受這些因素影響而改變，氯化鐵溶液中由于Fe3+的水解，使得溶液呈明顯的酸性，也就是說在酸性溶液中Fe3+可能將Ag單質氧化溶解，現象見圖1。
　　2.2 鹽酸、硫酸清洗銀鏡的實驗探究
　　實驗室大部分的污垢都可以用鹽酸清洗除去，但是銀鏡用鹽酸清洗從理論上是根本行不通的，筆者只是隨意用手邊的稀鹽酸試試，結果輕輕震蕩試管只見大片的銀片從試管壁脫落了下來，顏色仍然是美麗的銀白色，會不會是什么偶然因素或是鹽酸中混有了稀硝酸，筆者又重新配制了鹽酸取另外一些試管實驗，結果產生同樣的現象，如下圖：
　　從現象上判斷銀沒有溶解，從試管壁上脫落下來的仍然是銀片（去年清洗的銀保存在當初清洗用的酸液中至今未變化），到底是什么原因讓銀片從試管壁上脫離了呢，筆者又取不同濃度的鹽酸、硫酸分別做了幾組對比試驗，結果如下：
　　仔細觀察分析現象，發現光亮的銀鏡遇酸很快表面起了褶皺，與試管的附著由原來的緊致光滑變得松弛，所以稍加震蕩便從試管壁脫落，筆者又從實驗室找來放置了一年多的銀鏡試管做同樣的實驗，發現這次試管上的銀鏡卻需震蕩較多次才會脫落下來。分析銀鏡反應實驗所用的試劑，是什么物質遇酸能使銀在試管壁附著度減弱又不會溶解銀，而且放置時間久了酸對它的作用會減弱，筆者猜測可能是光亮的銀鏡中隱藏著肉眼看不見的“小縫隙”，這些“小縫隙”中躲藏著銀氨溶液的堿遇酸反應使得銀鏡變得疏松了，隨著銀鏡放置時間的延長，堿液分解揮發所以久置的試管用此法清洗不如新的銀鏡清洗容易。
　　為了防止探究過程出現疏漏，筆者還向江玉安教授請教分析此兩種清洗銀鏡的方法，江教授提出此兩種方法使用的溶液中都含有Cl-，建議用NaCl溶液探究銀鏡清洗是否有Cl-的影響作用，筆者將飽和NaCl溶液加入銀鏡試管中放置2小時后用力震蕩，銀鏡未發生明顯變化。由此可知方法二試管壁上銀鏡的脫離是酸中H+的作用。
　　 3 新方法具備突出的優點
　　（1）用氯化鐵溶液、鹽酸、稀硫酸清洗比用硝酸清洗操作更安全。
　　（2）硝酸清洗會產生污染性氣體氮氧化物，此法沒有污染性氣體生成。
　　（3）回收了大量的貴重金屬銀。班級較多且開展學生實驗的學校一次可回收幾百只試管上的銀，可聯系加工業對其再加工。
　　由于本人認知水平有限，所言不足之處還請各位同仁及時批評指正。
　　參考文獻：
　　[1]王后雄.課標本蘇教版高中化學2（必修）.教材完全解讀[M].北京：中國青年出版社，2005.
　　[2] 張玲，陳磊磊.有關原電池的概念及原理.化學教學[J].2010，（4）：1~4.
　　[3] 傅獻彩，沈文霞，姚天揚編.物理化學.下冊[M].北京：高等教育出版社，1990.