专题讲座二 相互竞争的离子反应和氧化还原反应

1、专题讲座二 相互竞争的离子反应和氧化还原反应反应物间一对多的化学反应常有“平行反应”和“竞争反应”两类,平行反应主要指多 个反应相互间没有影响可同时进行;而竞争反应是指由于反应能力不同,多个反应按一 定的先后顺序逐次进行。竞争反应主要包括两种基本题型:一是一种氧化剂 (还原剂 与 多种还原剂 (氧化剂 反应,如把 Cl 2通入含 I -、 Br -、 Fe 2+的溶液中,按照还原能力由强 到弱的顺序, I -优先反应,其次是 Fe 2+,最后是 Br -;二是一种酸 (碱 与多种碱性 (酸性 物质反应,如把盐酸逐滴加入到含有 NaOH 、 Na 2CO 3、 NaHCO 3的混合溶液中,按照碱

2、 性由强到弱的顺序, NaOH 优先反应,其次是 Na 2CO 3,最后是 NaHCO 3,此类竞争反应 的先后顺序即是其有效顺序。在实际问题中有部分看似平行的反应,由于物质的性质而 出现了“有效”和“无效”两种可能性,准确地确定有效反应就成了解题的关键。 1. 复分解反应之间的竞争若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应,则生成更难溶解或更难电离的物质的反 应将优先进行。【 例 1】 写 出 在 硫 酸 铝 铵 溶 液 中 加 入 少 量 氢 氧 化 钡 溶 液 的 离 子 方 程 式 : _。 即时巩固 1 (2011·洛阳模拟 将足量 CO 2通入 KOH 和 Ca(OH2的混

3、合稀溶液中,生成沉 淀的物质的量 (n 和通入 CO 2体积 (y 的关系正确的是 ( 即时巩固 2 少量 NaOH 溶液滴入到 NH 4HCO 3溶液中的离子方程式为_。 即时巩固 3 向 NH 4Cl 、 AlCl 3、 MgCl 2混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量, 按反应的 先后顺序,写出有关反应的离子方程式:(1_, _。(2_。(3_。 2. 氧化还原反应之间的竞争若某一溶液中同时含有多种还原性 (氧化性 物质, 则加入一种氧化剂 (还原剂 时, 优先氧 化 (还原 还原性 (氧化性 强的物质。【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铁粉,经搅拌后发生的变化应是( A .铁溶解,析出 0.01 mol Ag和 0.005 mol CuB .铁溶解,析出 0.01 mol Ag并放出 H 2C .铁溶解,析出 0.01 mol Ag,溶液中不再有 Fe 3+ D .铁溶解,析出 0.01 mol Ag,溶液中不再有 Cu 2+即时巩固 4将足量 Cl 2缓缓通入含 0.02 mol H2SO 3和 0.02 mol HBr的混合溶液中。在此 过程中溶液的 pH 与 Cl 2用量的关系示意图是 (溶液体积变化忽略不计, 且不考虑 Cl 2与水 反应 ( 即

5、时巩固 5 向 NaBr 、 NaI 和 Na 2SO 3混合液中通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼 烧,得到固体物质的组成可能是 ( A . NaCl 、 Na 2SO 4 B . NaBr 、 Na 2SO 4C . NaCl 、 Na 2SO 4、 I 2 D . NaCl 、 NaI 、 Na 2SO 4即时巩固 6 某稀溶液中含有 Fe(NO3 3、 Cu(NO3 2和 HNO 3,若向其中逐渐加入铁粉, 溶液中 Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。 则稀溶液中 Fe(NO33、 Cu(NO32、 HNO3的物质的量浓度之比为 _。3. 氧化还原反应与非氧化还原

6、反应之间的竞争一般情况下,氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。【例 3】 写出向漂白粉溶液中通入二氧化硫气体的化学方程式。即时巩固 7 (2011·沧州调研 往含 Fe 3+、 H +、 NO -3的混合液中加入少量 SO 2-3,充分反应 后,下列表示该反应的离子方程式正确的是( 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即时巩固 8 写出下列反应的

7、离子方程式:(1FeCl2溶液与 NaClO 溶液反应 _。(2Na2S 与 FeCl 3溶液混合 _。(3硫化钠与 CuSO 4溶液混合 _。答案【例 1】 2Al 3+3SO2-4+3Ba 2+6OH -=2Al(OH3+3BaSO 4解析 在硫酸铝铵溶液中, 存在 NH +4、 Al 3+与 SO2-4, 当加入少量的 Ba(OH2溶液后, Ba 2+和 SO2-4结合生成 BaSO 4, OH -则既可与 Al 3+结合又能与 NH +4结合,它们彼此 之间发生互相竞争的反应。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+结合 O

8、H -的能力大于 NH +4结合 OH -的能力, OH -优先与 Al 3+结合生成 Al(OH3,则上述离子方程式为 2Al 3+3SO2-4+3Ba 2+6OH -=2Al(OH3 + 3BaSO 4 。即时巩固 1D CO2与 KOH 和 Ca(OH2都会反应,但存在着竞争,如果先与 KOH 反 应,则反应后生成的 K 2CO 3立即会与 Ca(OH2反应生成 CaCO 3,因此,可以看成 CO 2先与 Ca(OH2反应, 所以通 CO 2后立即有 CaCO 3生成。 第二步还要判断 CO 2是先跟 KOH 反应还是先与生成的 CaCO 3反应,同样可以采用假设法判断,即如果先与 Ca

9、CO 3反应, 则生成的 Ca(HCO3 2又会与 KOH 反应, 因此应是先与 KOH 反应, 此过程生成沉淀的物 质的量不变,当 KOH 反应完全,再与 CaCO 3反应,直至沉淀完全溶解,故选 D 。 即时巩固 2HCO -3+OH -=H2O +CO2-3即时巩固 3(1Al3+3OH -=Al(OH3Mg +2OH -=Mg(OH2(2NH+4+OH -=NH3·H 2O(3Al(OH3+OH -=AlO-2+2H 2O【例 2】 C 因为氧化性 Ag +>Fe3+>Cu2+>H+,所以先发生反应 2Ag +Fe=2Ag+Fe 2+, 其中 0.005 m

10、ol的铁粉与 0.01 mol 的 AgNO 3反应,析出 0.01 mol Ag,再发生:2Fe 3+ Fe=3Fe2+,其中剩余的 0.005 mol铁粉与 0.01 mol的 Fe(NO3 3反应, 溶液中不再有 Fe 3 +,故选 C 。 即时巩固 4A 因 H 2SO 3的还原性强于 HBr 的还原性,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 是强酸, 故溶液的 pH 下降; 当 H 2SO 3完全反应后,再通入 Cl 2,发生反应 Cl 2+2HBr=Br2+2HCl ,溶液的 pH 不

11、再改变。 即时巩固 5A 向 NaBr 、 NaI 和 Na 2SO 3混合液中通入一定量氯气后, 可能发生的反应 依 次 为 Na 2SO 3+Cl 2+H 2O=Na2SO 4+2HCl 、 2NaI +Cl 2=2NaCl+I 2、 2NaBr +Cl 2=2NaCl+Br 2。将溶液蒸干时 HCl 、 Br 2和 Cl 2会挥发,灼烧时 I 2会升华。若通入的 氯气过量,得到固体剩余物质的组成是 NaCl 、 Na 2SO 4;若通入的氯气是不足量的,则还 有可能留下 NaBr 。 即时巩固 61 1 4解析 氧化性由强到弱的顺序是 HNO 3>Fe 3+>Cu 2+,反应

12、由先到后的顺序为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水溶液能与 SO 2发生反应, 向漂白粉溶液中通入二氧化硫气

13、体后,是发生复分解反应生成 CaSO 3和 HClO 还是发生 氧化还原反应,两反应互相竞争。由于次氯酸盐及次氯酸都具有强氧化性而亚硫酸盐及 二氧化硫都具有还原性,所以是发生氧化还原反应而不是复分解反应。即时巩固 7C 此题看上去似乎 4个选项都可能发生,但我们知道氧化还原反应优先 于非氧化还原反应, 因此 B 、 D 不正确。 那么 SO2-3是先与 Fe 3+反应还是先与 H +NO -3反应呢?可以用“假设法”进行判断。如果先与 Fe 3+反应,则生成的 Fe 2+又会与 H + NO -3反应,所以应先与 H +NO -3反应,故应选 C 。 即时巩固 8(16Fe2+3ClO -+3H 2O=2Fe(OH3+3Cl -+4Fe 3+(22Fe3+S 2-=2Fe2+S (3Cu2+S 2-=CuS解析 (1氯化亚铁是强酸弱碱盐且有还原性,次氯酸钠是强碱弱酸盐且有氧化性,两者 相遇既可发生双水解反应又可发生氧化还原反应,两反应相互竞争,由于发生氧化还原 反应可以使溶液中离子浓度大大降低,所以优先发生氧化还原反应。 (2硫化钠与氯化铁 相遇,可能发生复分解反应、双水解反应及氧化还原反应,若发生复分解反应则生成 Fe 2S 3,由于 Fe 2