专题讲座一 相互竞争的离子反应和氧化还原反应

专题讲座一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实行；而竞争反应是指因为反应水平不同，多个反应按一定的先后顺序逐次实行。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Cl2通入含I－、Br－、Fe2＋的溶液中，按照还原水平由强到弱的顺序，I－优先反应，其次是Fe2＋，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、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照碱性由强到弱的顺序，NaOH优先反应，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，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，因为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有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实行。

【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：______________。

解析在硫酸铝铵溶液中，存有NH＋4、Al3＋与SO2－4，当加入少量的Ba(OH)2溶液后，Ba2＋和SO2－4结合生成BaSO4，OH－则既可与Al3＋结合又能与NH＋4结合，它们彼此之间发生相互竞争的反应。因为在含有Al3＋的溶液中滴入NH3·H2O，有白色沉淀生成可知，Al3＋结合OH－的水平大于NH＋4结合OH－的水平，OH－优先与Al3＋结合生成Al(OH)3，则上述离子方程式为2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。

答案2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓

向100mL1mol/L硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中，逐滴加入1mol/L的Ba(OH)2溶液。

(1)直到生成沉淀的物质的量达最大值，所发生反应的离子方程式依次是：

。

(2)随着Ba(OH)2溶液加入，沉淀总的物质的量(y轴)与Ba(OH)2溶液的体积(x轴)的关系如

下图所示，则A、C两点对应的Ba(OH)2溶液体积为：A mL；C mL

2Al3++3SO42-+6OH-+3Ba2+=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓

NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+NH3·H2O+Al(OH)3↓

150 250

即时巩固1 少量NaOH溶液滴入到NH4HCO3溶液中的离子方程式为_________________ ________________________________________________________________________。

答案HCO－3＋OH－===H2O＋CO2－3

即时巩固2 向NH4Cl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，按反应的先后顺序，写出相关反应的离子方程式：

(1)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)________________________________________________________________________。

(3)________________________________________________________________________。

答案(1)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓

(2)NH＋4＋OH－===NH3·H2O

(3)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O

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、AgNO3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 Cu

B．铁溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2

C．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3＋

D．铁溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2＋

解析因为氧化性Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以先发生反应2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，其中0.005 mol的铁粉与0.01 mol 的AgNO3反应，析出0.01 mol Ag，再发生：2Fe3＋＋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Fe3＋，故选C。

答案C

即时巩固3 将足量Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2用量的关系示意图是(溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与水反应)( )

答案A

解析因H2SO3的还原性强于HBr的还原性，故Cl2先氧化H2SO3，H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl，生成的H2SO4和HCl均是强酸，故溶液的pH下降；当H2SO3完全反应后，再通入Cl2，发生反应Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl，溶液的pH不再改变。

即时巩固4 向NaBr、NaI和Na2SO3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、Na2SO4B．NaBr、Na2SO4

C．NaCl、Na2SO4、I2D．NaCl、NaI、Na2SO4

答案A

解析向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，可能发生的反应依次为Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl、2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2、2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2。将溶液蒸干时HCl、Br2和Cl2会挥发，灼烧时I2会升华。若通入的氯气过量，得到固体剩余物质的组成是NaCl、Na2SO4；若通入的氯气是不足量的，则还有可能留下NaBr。

即时巩固5 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和HNO3，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下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为__________________________________。