醛与新制氢氧化铜反应机理分析

一、反应体系的可能物质

氢氧化钠和铜盐的反应体系中，溶液中铜元素的存在形式主要有铜离子和氢氧化铜；氢氧化铜有两性（但不如氢氧化铝两性的明显），它能溶于过量的浓氢氧化钠(注意是浓的)中，生成四羟基合铜酸钠方程式：Cu(OH)₂+2NaOH=Na₂[Cu(OH)₄]

氢氧化铜溶解于高浓度的氢氧化钠溶液即可直接得到四羟基合铜酸钠溶液。该溶液不稳定，久置易生成黑色的氧化铜沉淀。加碱增强溶液的碱性能增强溶液的稳定性，但即使是四羟基合铜酸钠的高浓度碱溶液，其久置数周至数月仍能见到部分黑色氧化铜沉淀。目前尚未确定四羟基合铜酸钠是否有固体盐存在形式。

二、假设与验证

假说1：醛被溶液中的Cu⊃2;⁺氧化；实验设计：醛与硫酸铜溶液加热；实现现象：无明显现象；实验结论：醛不能被铜离子所氧化。

假说2：醛被Cu(OH)₂氧化；实验设计：醛与Cu(OH)₂晶体+水加热；实验现象：无明显现象；实验结论：醛不能被氢氧化铜悬浊液中的Cu(OH)₂氧化。

假说3：醛被混合体系中的Cu(OH)₂氧化；实验设计：醛与Cu(OH)₂悬浊液+NaOH(过量)溶液——加热、砖红色；实验结论：醛可以被混合体系中的Cu(OH)₂氧化

假说4：醛被溶液中的Na₂[Cu(OH)₄]氧化；实验设计：醛与Na₂Cu(OH)₄+NaOH(过量）溶液混合，实验现象：砖红色，无需加热或微热即可；实验结论：醛可以被混合体系中的Na₂[Cu(OH)₄]氧化，且不需加热

假说5：醛与久置的Cu(OH)₂悬浊液+NaOH(过量，直至部分氢氧化铜溶解)溶液；现象：加热、出现砖红色沉淀。

【结论】：醛可能是被Na₂Cu(OH)₄氧化。新制氢氧化铜和久置氢氧化铜的区别在于表面积，新制氢氧化铜表面积较大，易溶于氢氧化钠溶液中。为了说明这一点，我们可以补充一下实验。

在一试管中加入少许氢氧化铜晶体粉末，再加入40％甲醛水溶液1mL。氢氧化铜为浅蓝色沉淀，放入沸水中加热，不发生反应，再滴加10％的NaOH溶液，依次改变其pH。发现当pH≤9时，仍不发生反应。当pH在11到12时，一小部分Cu(OH)₂溶解转化为[Cu(OH)₄]⊃2;¯，此时溶液变为浅蓝色(试管中仍有浅蓝色的Cu(OH)₂沉淀)。当在沸水浴中加热时，[Cu(OH)₄]⊃2;¯与甲醛反应生成了Cu₂O红色沉淀(同时，试管底部的Cu(OH)₂在较强的碱性条件下受热分解为CuO黑色沉淀)。当pH≈14时，溶液的绛蓝色加深，说明有更多的Cu(OH)₂转化为[Cu(OH)₄]⊃2;¯。加热迅速产生Cu₂O砖红色沉淀。

三、对课本的再认识

上面的实验充分说明了强碱（NaOH）的存在对这一特效反应的重要性。据此，让我们再分析一下课本中的描述。

在选修5教材的第49页，在实验3-6中描述了实验方法。在试管里加入10％的NaOH溶液2ml，滴入2％的CuSO₄溶液4～6滴，得到新制氢氧化铜，振荡后加入乙醛水溶液0.5ml，加热，观察并记录实验现象。

可见，该实验条件中所谓的“新制氢氧化铜”实际上是指氢氧化铜和氢氧化钠的混合液。因为，在远远过量的10％NaOH溶液中滴加4～6滴2％CuSO₄溶液，混合溶液的pH＞14，Cu⊃2;⁺有相当一部分是以[Cu(OH)₄]⊃2;¯形式存在的。从实验的现象看，溶液呈绛蓝色(几乎看不到氢氧化铜沉淀)，也说明了这一点。

此外，教科书50页中给出的方程式中，Cu₂O使用了沉淀符号。我们知道，只有固体在液相析出时才使用沉淀符号，如Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu的反应式中，Cu就不能使用沉淀符号。[Cu(OH)₄]⊃2;¯离子和醛类溶液的反应才是均相反应，反应速度较快。否则，固体Cu(OH)₂颗粒和醛类反应，即使有Cu₂O生成，它沉积覆盖包裹在Cu(OH)₂颗粒上，隔离了两种反应物，使反应不能继续进行。

在北京市西城区教育研修学院编写的《高中化学总复习指导》(上册)的第93页，把该反应的化学方程式写为CH₃CHO＋2Cu(OH)₂+NaOH→CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O。这种写法是比较符合实际情况的。返回搜狐，查看更多