專題講座二 相互競(jìng)爭(zhēng)的離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)

1、專題講座二 相互競(jìng)爭(zhēng)的離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)反應(yīng)物間一對(duì)多的化學(xué)反應(yīng)常有“平行反應(yīng)”和“競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)”兩類,平行反應(yīng)主要指多 個(gè)反應(yīng)相互間沒有影響可同時(shí)進(jìn)行;而競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)是指由于反應(yīng)能力不同,多個(gè)反應(yīng)按一 定的先后順序逐次進(jìn)行。競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)主要包括兩種基本題型:一是一種氧化劑 (還原劑 與 多種還原劑 (氧化劑 反應(yīng),如把 Cl 2通入含 I -、 Br -、 Fe 2+的溶液中,按照還原能力由強(qiáng) 到弱的順序, I -優(yōu)先反應(yīng),其次是 Fe 2+,最后是 Br -;二是一種酸 (堿 與多種堿性 (酸性 物質(zhì)反應(yīng),如把鹽酸逐滴加入到含有 NaOH 、 Na 2CO 3、 NaHCO 3的混合溶液中,按照堿

2、 性由強(qiáng)到弱的順序, NaOH 優(yōu)先反應(yīng),其次是 Na 2CO 3,最后是 NaHCO 3,此類競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng) 的先后順序即是其有效順序。在實(shí)際問(wèn)題中有部分看似平行的反應(yīng),由于物質(zhì)的性質(zhì)而 出現(xiàn)了“有效”和“無(wú)效”兩種可能性,準(zhǔn)確地確定有效反應(yīng)就成了解題的關(guān)鍵。 1. 復(fù)分解反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)若某一溶液中同時(shí)存在幾個(gè)可能的復(fù)分解反應(yīng),則生成更難溶解或更難電離的物質(zhì)的反 應(yīng)將優(yōu)先進(jìn)行。【 例 1】 寫 出 在 硫 酸 鋁 銨 溶 液 中 加 入 少 量 氫 氧 化 鋇 溶 液 的 離 子 方 程 式 : _。 即時(shí)鞏固 1 (2011·洛陽(yáng)模擬 將足量 CO 2通入 KOH 和 Ca(OH2的混

3、合稀溶液中,生成沉 淀的物質(zhì)的量 (n 和通入 CO 2體積 (y 的關(guān)系正確的是 ( 即時(shí)鞏固 2 少量 NaOH 溶液滴入到 NH 4HCO 3溶液中的離子方程式為_。 即時(shí)鞏固 3 向 NH 4Cl 、 AlCl 3、 MgCl 2混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至過(guò)量, 按反應(yīng)的 先后順序,寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:(1_, _。(2_。(3_。 2. 氧化還原反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)若某一溶液中同時(shí)含有多種還原性 (氧化性 物質(zhì), 則加入一種氧化劑 (還原劑 時(shí), 優(yōu)先氧 化 (還原 還原性 (氧化性 強(qiáng)的物質(zhì)。【例 2】 在含有 Cu(NO3 2、 Zn(NO3 2、 Fe(NO3 3、

4、AgNO 3各 0.01 mol的酸性混合溶液中加 入 0.01 mol鐵粉,經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應(yīng)是( A .鐵溶解,析出 0.01 mol Ag和 0.005 mol CuB .鐵溶解,析出 0.01 mol Ag并放出 H 2C .鐵溶解,析出 0.01 mol Ag,溶液中不再有 Fe 3+ D .鐵溶解,析出 0.01 mol Ag,溶液中不再有 Cu 2+即時(shí)鞏固 4將足量 Cl 2緩緩?fù)ㄈ牒?0.02 mol H2SO 3和 0.02 mol HBr的混合溶液中。在此 過(guò)程中溶液的 pH 與 Cl 2用量的關(guān)系示意圖是 (溶液體積變化忽略不計(jì), 且不考慮 Cl 2與水 反應(yīng) ( 即

5、時(shí)鞏固 5 向 NaBr 、 NaI 和 Na 2SO 3混合液中通入一定量氯氣后,將溶液蒸干并充分灼 燒,得到固體物質(zhì)的組成可能是 ( A . NaCl 、 Na 2SO 4 B . NaBr 、 Na 2SO 4C . NaCl 、 Na 2SO 4、 I 2 D . NaCl 、 NaI 、 Na 2SO 4即時(shí)鞏固 6 某稀溶液中含有 Fe(NO3 3、 Cu(NO3 2和 HNO 3,若向其中逐漸加入鐵粉, 溶液中 Fe2+的濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如右圖所示。 則稀溶液中 Fe(NO33、 Cu(NO32、 HNO3的物質(zhì)的量濃度之比為 _。3. 氧化還原反應(yīng)與非氧化還原

6、反應(yīng)之間的競(jìng)爭(zhēng)一般情況下,氧化還原反應(yīng)優(yōu)先于非氧化還原反應(yīng)發(fā)生?！纠?3】 寫出向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣體的化學(xué)方程式。即時(shí)鞏固 7 (2011·滄州調(diào)研 往含 Fe 3+、 H +、 NO -3的混合液中加入少量 SO 2-3,充分反應(yīng) 后,下列表示該反應(yīng)的離子方程式正確的是( A . 2Fe 3+SO 2-3+H 2O=2Fe2+SO 2-4+2H +B . 2H +SO 2-3=H2O +SO 2C . 2H +2NO -3+3SO 2-3=3SO2-4+2NO +H 2OD . 2Fe 3+3SO 2-3+3H 2O=2Fe(OH3+3SO 2即時(shí)鞏固 8 寫出下列反應(yīng)的

7、離子方程式:(1FeCl2溶液與 NaClO 溶液反應(yīng) _。(2Na2S 與 FeCl 3溶液混合 _。(3硫化鈉與 CuSO 4溶液混合 _。答案【例 1】 2Al 3+3SO2-4+3Ba 2+6OH -=2Al(OH3+3BaSO 4解析 在硫酸鋁銨溶液中, 存在 NH +4、 Al 3+與 SO2-4, 當(dāng)加入少量的 Ba(OH2溶液后, Ba 2+和 SO2-4結(jié)合生成 BaSO 4, OH -則既可與 Al 3+結(jié)合又能與 NH +4結(jié)合,它們彼此 之間發(fā)生互相競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。由于在含有 Al 3+的溶液中滴入 NH 3·H 2O ,有白色沉淀生成可 知, Al 3+結(jié)合 O

8、H -的能力大于 NH +4結(jié)合 OH -的能力, OH -優(yōu)先與 Al 3+結(jié)合生成 Al(OH3,則上述離子方程式為 2Al 3+3SO2-4+3Ba 2+6OH -=2Al(OH3 + 3BaSO 4 。即時(shí)鞏固 1D CO2與 KOH 和 Ca(OH2都會(huì)反應(yīng),但存在著競(jìng)爭(zhēng),如果先與 KOH 反 應(yīng),則反應(yīng)后生成的 K 2CO 3立即會(huì)與 Ca(OH2反應(yīng)生成 CaCO 3,因此,可以看成 CO 2先與 Ca(OH2反應(yīng), 所以通 CO 2后立即有 CaCO 3生成。 第二步還要判斷 CO 2是先跟 KOH 反應(yīng)還是先與生成的 CaCO 3反應(yīng),同樣可以采用假設(shè)法判斷,即如果先與 Ca

9、CO 3反應(yīng), 則生成的 Ca(HCO3 2又會(huì)與 KOH 反應(yīng), 因此應(yīng)是先與 KOH 反應(yīng), 此過(guò)程生成沉淀的物 質(zhì)的量不變,當(dāng) KOH 反應(yīng)完全,再與 CaCO 3反應(yīng),直至沉淀完全溶解,故選 D 。 即時(shí)鞏固 2HCO -3+OH -=H2O +CO2-3即時(shí)鞏固 3(1Al3+3OH -=Al(OH3Mg +2OH -=Mg(OH2(2NH+4+OH -=NH3·H 2O(3Al(OH3+OH -=AlO-2+2H 2O【例 2】 C 因?yàn)檠趸?Ag +>Fe3+>Cu2+>H+,所以先發(fā)生反應(yīng) 2Ag +Fe=2Ag+Fe 2+, 其中 0.005 m

10、ol的鐵粉與 0.01 mol 的 AgNO 3反應(yīng),析出 0.01 mol Ag,再發(fā)生:2Fe 3+ Fe=3Fe2+,其中剩余的 0.005 mol鐵粉與 0.01 mol的 Fe(NO3 3反應(yīng), 溶液中不再有 Fe 3 +,故選 C 。 即時(shí)鞏固 4A 因 H 2SO 3的還原性強(qiáng)于 HBr 的還原性,故 Cl 2先氧化 H 2SO 3, H 2SO 3 +Cl 2+H 2O=H2SO 4+2HCl , 生成的 H 2SO 4和 HCl 是強(qiáng)酸, 故溶液的 pH 下降; 當(dāng) H 2SO 3完全反應(yīng)后,再通入 Cl 2,發(fā)生反應(yīng) Cl 2+2HBr=Br2+2HCl ,溶液的 pH 不

11、再改變。 即時(shí)鞏固 5A 向 NaBr 、 NaI 和 Na 2SO 3混合液中通入一定量氯氣后, 可能發(fā)生的反應(yīng) 依 次 為 Na 2SO 3+Cl 2+H 2O=Na2SO 4+2HCl 、 2NaI +Cl 2=2NaCl+I 2、 2NaBr +Cl 2=2NaCl+Br 2。將溶液蒸干時(shí) HCl 、 Br 2和 Cl 2會(huì)揮發(fā),灼燒時(shí) I 2會(huì)升華。若通入的 氯氣過(guò)量,得到固體剩余物質(zhì)的組成是 NaCl 、 Na 2SO 4;若通入的氯氣是不足量的,則還 有可能留下 NaBr 。 即時(shí)鞏固 61 1 4解析 氧化性由強(qiáng)到弱的順序是 HNO 3>Fe 3+>Cu 2+,反應(yīng)

12、由先到后的順序?yàn)?HNO 3+Fe=Fe(NO3 3+NO +2H 2O4mol 1 mol 1 mol2Fe 3+Fe=3Fe2+2 mol 1 mol 3 mol故原溶液中 n Fe(NO3 3=2 mol-1 mol=1 molCu 2+Fe=Fe2+Cu1 mol 1 mol 1 mol故 c Fe(NO3 3 c Cu(NO3 2 c (HNO3 =1 1 4?！纠?3】 Ca(ClO2+2SO 2+2H 2O=CaSO4+2HCl +H 2SO 4解析 漂白粉溶液中含有 CaCl 2和 Ca(ClO2,其中 Ca(ClO2水溶液能與 SO 2發(fā)生反應(yīng), 向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣

13、體后,是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成 CaSO 3和 HClO 還是發(fā)生 氧化還原反應(yīng),兩反應(yīng)互相競(jìng)爭(zhēng)。由于次氯酸鹽及次氯酸都具有強(qiáng)氧化性而亞硫酸鹽及 二氧化硫都具有還原性,所以是發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不是復(fù)分解反應(yīng)。即時(shí)鞏固 7C 此題看上去似乎 4個(gè)選項(xiàng)都可能發(fā)生,但我們知道氧化還原反應(yīng)優(yōu)先 于非氧化還原反應(yīng), 因此 B 、 D 不正確。 那么 SO2-3是先與 Fe 3+反應(yīng)還是先與 H +NO -3反應(yīng)呢?可以用“假設(shè)法”進(jìn)行判斷。如果先與 Fe 3+反應(yīng),則生成的 Fe 2+又會(huì)與 H + NO -3反應(yīng),所以應(yīng)先與 H +NO -3反應(yīng),故應(yīng)選 C 。 即時(shí)鞏固 8(16Fe2+3ClO -+3H 2O=2Fe(OH3+3Cl -+4Fe 3+(22Fe3+S 2-=2Fe2+S (3Cu2+S 2-=CuS解析 (1氯化亞鐵是強(qiáng)酸弱堿鹽且有還原性,次氯酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽且有氧化性,兩者 相遇既可發(fā)生雙水解反應(yīng)又可發(fā)生氧化還原反應(yīng),兩反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng),由于發(fā)生氧化還原 反應(yīng)可以使溶液中離子濃度大大降低,所以優(yōu)先發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (2硫化鈉與氯化鐵 相遇,可能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)、雙水解反應(yīng)及氧化還原反應(yīng),若發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)則生成 Fe 2S 3,由于 Fe 2