竞争反应

① C 竞争反应 当一个反应体系中的两种微粒都能和同一种物质反应，而此物质的用量又较少，此时，就存在原反应体系中哪种粒子优先反应的问题，即竞争反应。那么如何判断反应的先后顺序，它又遵循什么样的反应规律呢？笔者在教学过程中对此进行了摸索，现总结如下。

一、判断方法和反应规律

1、直接判断——强者优先法：根据反应的实质，能力（如：氧化性、还原性、酸性、碱性、溶解度）强者优先反应。

2、间接判断——未知共存法：在不知道两微粒（A 、B ）能力强弱的情况下，假设微粒A 的能力强，优先与另一微粒C 反应并生成D ，若只发生反应①，D 与B 能共存，则假设正确，即A 先反应；若反应②也能发生，D 与B 不能大量共存，则假设错误，即B 先反应。

A D A

B E

3、针对非氧化还原反应，竞争反应又遵循“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，且经判定为弱者的粒子，必须在强者消耗完毕后才能参与反应。

二、竞争反应实例分析

例1 写出电解饱和食盐水的电极反应方程式。

在食盐水中存在着Na + 、H +、Cl -、OH - 四种离子。由于氧化性：H + > Na +，还原性：Cl - > OH - ，所以通电时，H +、Cl - 优先放电，阴极：2H + + 2e - = H 2，阳极：2Cl - - 2e - = Cl 2。 例2 写出向FeI 2溶液中通入少量Cl 2的离子方程式。

由于还原性：I - ＞Fe 2+， 所以I -优先反应：Cl 2 + 2I - = 2Cl - + I 2。

例3 向FeCl 3和CuCl 2的混合溶液中加入少量铁粉，铁粉和谁先反应？

由于氧化性：Fe 3+ ＞Cu 2+， 所以Fe 3+ 优先反应：2Fe 3+ + Fe = 3Fe 2+。

例4 向盐酸和醋酸的混合液中逐滴加入NaOH 溶液，NaOH 和谁先反应？ 由于酸性：HCl ＞CH 3COOH ， 所以HCl 优先反应：HCl+ NaOH= NaCl+ H 2O 。 例5 向氢氧化钠和氨水的混合液中逐滴加入HCl 溶液，HCl 和谁先反应？ 由于碱性：NaOH ＞NH 3·H 2O ，所以NaOH 优先反应：NaOH + HCl = NaCl + H 2O 。 例6 写出Mg(HCO 3) 2溶液与过量NaOH 溶液反应的离子方程式。

混合后的溶液中有：Mg 2+、HCO 3-、OH -三种离子要反应。先中和：HCO 3- + OH - = CO 32- + H 2O ，新生成的CO 32- 和过量OH - 都能和少量的Mg 2+反应形成沉淀，由于溶解度：Mg(OH)2 ＜＜ MgCO 3 ，生成Mg(OH) 2能使溶液中的Mg 2+浓度降得更低，所以上述反应的离子方程式为：Mg 2+ + 2HCO 3- + 4OH - = Mg(OH) 2↓ + 2CO 32- + 2H 2O

例7 (2011年浙江理综) 海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO 的实验方案：

模拟海水中的

离子浓度(mol/L) Na ＋ Mg 2＋ Ca 2＋ Cl ― 3HCO 0.439 0.050

0.011 0.560 0.001

注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。

已知：K sp(CaCO3)＝4.96×10－9；K sp(MgCO3)＝6.82×10－6；

K sp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；K sp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。

下列说法正确的是

A．沉淀物X为CaCO3

B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋

C．D．略

在步骤①中加入0.001mol NaOH，先中和：OH―＋HCO3―= CO32-＋H2O，生成0.001mol CO32―（量少）。由于Ksp(CaCO3) << Ksp(MgCO3)，所以Ca2＋优先沉淀：Ca2＋+ CO32- = CaCO3↓。反应后滤液中还剩余c(Ca2＋)＝0.010 mol·L-1，因没有CO32-剩余，也就没有MgCO3生成，它仍以Mg2＋的形式存在于溶液中，即A选项正确。选项B错误。

例8 向含有HCl、AlCl3各1mol的混合液中逐滴加入NaOH溶液直到过量，作出沉淀的物质的量随NaOH物质的量变化的图像。

先中和：H+ + OH- = H2O，后沉淀：Al3+ +3OH- = Al(OH)3↓，再其他：Al(OH)3 + OH- = AlO2-+H2O。综上所述，根据反应方程式进行计算，图像如图1

图1

例9（2010上海卷）将0.4克NaOH和1.06克Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol /L稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是( )

先中和：H+ + OH- = H2O。当滴入0.1L稀盐酸时，NaOH恰好消耗完毕。

继续滴加稀盐酸，首先发生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，需加入0.1L稀盐酸，但不放出气体；继续滴加稀盐酸，再发生反应：NaHCO3 +HCl = NaCl + H2O + CO2↑，此时开始放出气体，加入0.1L稀盐酸，此步反应进行完全。分析图像，故答案选C。

例10向含NH4Al(SO4)2物质的量为1mol的溶液中逐滴加入1mol /L的NaOH溶液，作出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。

NH4Al(SO4)2在溶液中电离出的NH4+、Al3+ 都能和滴加的NaOH反应，假设获得OH- 的能力：NH4+＞Al3+，则：

NH4+ NH3·H2O NH4+

Al3+Al(OH) 3

反应①：NH4+ +OH- = NH3·H2O 反应②：3NH3·H2O + Al3+ = 3NH4+ + Al(OH) 3↓即NH4+仍单独存在，OH- 实质上被Al3+获得转变为Al(OH)3。也就是说假设错误，则获得OH- 的能力应为：Al3+＞NH4+，所以起始反应为：Al3+ +3OH- = Al(OH)3↓

①