專題講座二 相互競爭的離子反應和氧化還原反應

1、專題講座二 相互競爭的離子反應和氧化還原反應反應物間一對多的化學反應常有“平行反應”和“競爭反應”兩類,平行反應主要指多 個反應相互間沒有影響可同時進行;而競爭反應是指由于反應能力不同,多個反應按一 定的先后順序逐次進行。競爭反應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,如把 Cl 2通入含 I -、 Br -、 Fe 2+的溶液中,按照還原能力由強 到弱的順序, I -優(yōu)先反應,其次是 Fe 2+,最后是 Br -;二是一種酸 (堿 與多種堿性 (酸性 物質反應,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、 性由強到弱的順序, NaOH 優(yōu)先反應,其次是 Na 2CO 3,最后是 NaHCO 3,此類競爭反應 的先后順序即是其有效順序。在實際問題中有部分看似平行的反應,由于物質的性質而 出現了“有效”和“無效”兩種可能性,準確地確定有效反應就成了解題的關鍵。 1. 復分解反應之間的競爭若某一溶液中同時存在幾個可能的復分解反應,則生成更難溶解或更難電離的物質的反 應將優(yōu)先進行?！?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 : _。 即時鞏固 1 (2011·洛陽模擬 將足量 CO 2通入 KOH 和 Ca(OH2的混

3、合稀溶液中,生成沉 淀的物質的量 (n 和通入 CO 2體積 (y 的關系正確的是 ( 即時鞏固 2 少量 NaOH 溶液滴入到 NH 4HCO 3溶液中的離子方程式為_。 即時鞏固 3 向 NH 4Cl 、 AlCl 3、 MgCl 2混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至過量, 按反應的 先后順序,寫出有關反應的離子方程式:(1_, _。(2_。(3_。 2. 氧化還原反應之間的競爭若某一溶液中同時含有多種還原性 (氧化性 物質, 則加入一種氧化劑 (還原劑 時, 優(yōu)先氧 化 (還原 還原性 (氧化性 強的物質?！纠?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,經攪拌后發(fā)生的變化應是( 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+即時鞏固 4將足量 Cl 2緩緩通入含 0.02 mol H2SO 3和 0.02 mol HBr的混合溶液中。在此 過程中溶液的 pH 與 Cl 2用量的關系示意圖是 (溶液體積變化忽略不計, 且不考慮 Cl 2與水 反應 ( 即

5、時鞏固 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的量之間的關系如右圖所示。 則稀溶液中 Fe(NO33、 Cu(NO32、 HNO3的物質的量濃度之比為 _。3. 氧化還原反應與非氧化還原

6、反應之間的競爭一般情況下,氧化還原反應優(yōu)先于非氧化還原反應發(fā)生?！纠?3】 寫出向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣體的化學方程式。即時鞏固 7 (2011·滄州調研 往含 Fe 3+、 H +、 NO -3的混合液中加入少量 SO 2-3,充分反應 后,下列表示該反應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即時鞏固 8 寫出下列反應的

7、離子方程式:(1FeCl2溶液與 NaClO 溶液反應 _。(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, 當加入少量的 Ba(OH2溶液后, Ba 2+和 SO2-4結合生成 BaSO 4, OH -則既可與 Al 3+結合又能與 NH +4結合,它們彼此 之間發(fā)生互相競爭的反應。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+結合 O

8、H -的能力大于 NH +4結合 OH -的能力, OH -優(yōu)先與 Al 3+結合生成 Al(OH3,則上述離子方程式為 2Al 3+3SO2-4+3Ba 2+6OH -=2Al(OH3 + 3BaSO 4 。即時鞏固 1D CO2與 KOH 和 Ca(OH2都會反應,但存在著競爭,如果先與 KOH 反 應,則反應后生成的 K 2CO 3立即會與 Ca(OH2反應生成 CaCO 3,因此,可以看成 CO 2先與 Ca(OH2反應, 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 反應還是先與生成的 CaCO 3反應,同樣可以采用假設法判斷,即如果先與 Ca

9、CO 3反應, 則生成的 Ca(HCO3 2又會與 KOH 反應, 因此應是先與 KOH 反應, 此過程生成沉淀的物 質的量不變,當 KOH 反應完全,再與 CaCO 3反應,直至沉淀完全溶解,故選 D 。 即時鞏固 2HCO -3+OH -=H2O +CO2-3即時鞏固 3(1Al3+3OH -=Al(OH3Mg +2OH -=Mg(OH2(2NH+4+OH -=NH3·H 2O(3Al(OH3+OH -=AlO-2+2H 2O【例 2】 C 因為氧化性 Ag +>Fe3+>Cu2+>H+,所以先發(fā)生反應 2Ag +Fe=2Ag+Fe 2+, 其中 0.005 m

10、ol的鐵粉與 0.01 mol 的 AgNO 3反應,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, 溶液中不再有 Fe 3 +,故選 C 。 即時鞏固 4A 因 H 2SO 3的還原性強于 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 是強酸, 故溶液的 pH 下降; 當 H 2SO 3完全反應后,再通入 Cl 2,發(fā)生反應 Cl 2+2HBr=Br2+2HCl ,溶液的 pH 不

11、再改變。 即時鞏固 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 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 HCl 、 Br 2和 Cl 2會揮發(fā),灼燒時 I 2會升華。若通入的 氯氣過量,得到固體剩余物質的組成是 NaCl 、 Na 2SO 4;若通入的氯氣是不足量的,則還 有可能留下 NaBr 。 即時鞏固 61 1 4解析 氧化性由強到弱的順序是 HNO 3>Fe 3+>Cu 2+,反應

12、由先到后的順序為4HNO 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。【例 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, 向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣

13、體后,是發(fā)生復分解反應生成 CaSO 3和 HClO 還是發(fā)生 氧化還原反應,兩反應互相競爭。由于次氯酸鹽及次氯酸都具有強氧化性而亞硫酸鹽及 二氧化硫都具有還原性,所以是發(fā)生氧化還原反應而不是復分解反應。即時鞏固 7C 此題看上去似乎 4個選項都可能發(fā)生,但我們知道氧化還原反應優(yōu)先 于非氧化還原反應, 因此 B 、 D 不正確。 那么 SO2-3是先與 Fe 3+反應還是先與 H +NO -3反應呢?可以用“假設法”進行判斷。如果先與 Fe 3+反應,則生成的 Fe 2+又會與 H + NO -3反應,所以應先與 H +NO -3反應,故應選 C 。 即時鞏固 8(16Fe2+3ClO -+3H 2O=2Fe(OH3+3Cl -+4Fe 3+(22Fe3+S 2-=2Fe2+S (3Cu2+S 2-=CuS解析 (1氯化亞鐵是強酸弱堿鹽且有還原性,次氯酸鈉是強堿弱酸鹽且有氧化性,兩者 相遇既可發(fā)生雙水解反應又可發(fā)生氧化還原反應,兩反應相互競爭,由于發(fā)生氧化還原 反應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。 (2硫化鈉與氯化鐵 相遇,可能發(fā)生復分解反應、雙水解反應及氧化還原反應,若發(fā)生復分解反應則生成 Fe 2S 3,由于 Fe 2