現行的全國通用高中化學課本中,在醛一節裡寫道:乙醛也能被另一種弱氧化劑,即新制氫氧化銅所氧化。又寫道:由于乙醛具有還原性,所以能把反應中生成的氫氧化銅還原成紅色的氧化亞銅沉澱。 這也是檢驗醛基的一種方法。
Cu 2 2OH-=Cu(OH)2↓
CH3CHO 2Cu(OH)2→CH3COOH Cu2O+2H2O
此處新制的氫氧化銅的涵義是什麼呢?應是氫氧化銅必須溶解在強堿(NaOH)溶液中。為說明這一問題,我們不妨先做下面的實驗:
在一試管中加入少許氫氧化銅晶體粉末,再加入40%甲醛水溶液1mL氫氧化銅為淺藍色沉澱,放入沸水中加熱,不發生反應,再滴加10%NaOH溶液,依次改變其pH。發現當pH≤9時,仍不發生反應。當pH≈11-12時,一少部分Cu(OH)2溶解轉化為Cu(OH)42-,溶液變為淺藍色(試管中仍有淺藍色的Cu(OH)2沉澱)。當在沸水浴中加熱時,Cu(OH)42-與甲醛反應生成了Cu2O紅色沉澱(同時,試管底部的Cu(OH)2在較強的堿性條件下受熱分解為CuO黑色沉澱)。當pH≈14時,溶液的绛藍色加深,說明有更多的Cu(OH)2轉化為Cu(OH)4 2-。加熱迅速産生Cu2O紅色沉澱。
上面的實驗充分說明了強堿(NaOH)的存在對這一特效反應的重要性。據此,讓我們再分析一下課本中的描述。
實驗方法為:在一試管中,加入10%的NaOH溶液2ml,滴入2%CuSO4溶液4~8滴,振蕩。然後加入乙醛水溶液0.5ml,加熱至沸騰,觀察溶液中有無紅色沉澱産生。
可見,該實驗條件中所謂的“新制氫氧化銅”實際上是指氫氧化銅和氫氧化鈉的混合液。因為,在遠遠過量的10%NaOH溶液中滴加4~8滴2%CuSO4溶液,混合溶液的pH>14,Cu 2 有相當一部分是以Cu(OH)4 2-形式存在的。從實驗的現象看,溶液呈绛藍色,也說明了這一點(幾乎看不到Cu(OH)2沉澱)。因此,我們認為,氫氧化鈉直接參加了反應,所以将課本中的化學方程式改為下式更符合實際。
CH3CHO+2Cu(OH)2 NaOH →CH3COONa Cu2O↓+3H2O
原教材強調使用“新制的氫氧化銅”,是因為從溶液中新沉澱生成的氫氧化銅比較容易溶于NaOH溶液,生成Cu(OH)42-離子。Cu(OH)4 2-離子和醛類溶液的反應才是均相反應,反應速度較快。否則,固體Cu(OH)2顆粒和醛類反應,即使有Cu2O生成,它沉積覆蓋包裹在Cu(OH)2顆粒上,隔離了兩種反應物,使反應不能繼續進行。
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