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1、 反应先后顺序 化学反应中的先后顺序问题 一、化合物之间反应的先后顺序问题 酸、碱、盐几种物质混合时,酸与盐之间或碱与盐之间都能发生反应,应注意:(1)如果它们之间有氧化还原反应,先考虑氧化还原反应,后考虑复分解反应(2)复分解反应,先考虑酸碱中和反应,后考虑酸与盐之间或碱与盐之间的反应(3)能发生多个同类反应的,生成物电解度越弱的或沉淀物溶解度越小的,先反应 例题 1:向 NaOH、NaAlO2、Na2S2O3的混合溶液中滴加稀硫酸时沉淀的生成情况 2NaOH+H2SO4 Na2SO4+Al(OH)3 2NaAlO2+H2SO4+2H2O Na2SO4+2Al(OH)3 Na2S2O3+H2
2、SO4 Na2SO4+S+SO2+H2O 2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O 二、由于实验的实际操作引起的先后顺序问题 例 1将足量的 CO2 不断通入 KOH、Ba(OH)2、KA1(OH)4的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与通入 CO2 的体积的关系可表示为()解析:这是酸性气体 CO2 分别与一组碱性物质发生的化学反应,碱性强者优先反应,题设所给的三种溶液与反应生成的K2CO3、BaCO3碱性强弱顺序为:Ba(OH)2KOHKA1(OH)4K2CO3BaCO3,故通入 CO2 发生反应的先后顺序为:CO2+Ba(OH)2=BaCO3+H2O CO2+2KOH=K2
3、CO3+H2O CO2+2KA1(OH)4=K2CO3+H2O+2Al(OH)3 CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3 BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2 结合各反应原理,显然,正确答案为 C。例 21 L 某混合溶液,可能含有的离子如下表:可能大量含有的阳离子 H+NH4+Al3+K+可能大量含有的阴离子 Cl Br I ClO AlO2 往该溶液中逐滴加入 NaOH 溶液并适当加热,产生沉淀和气体的物质的量(n)与加入NaOH 溶液的体积(V)的关系如右图所示。则该溶液中确定含有的离子有_;不能确定是否含有的阳离子有_,要确定其存在 可补充做的实验是_。解析:这是 NaOH
4、 溶液分别与一组呈酸性的离子发生的化学反应,酸性强者优先反应,题设呈酸性的三种阳离子与生成 Al(OH)3 的酸性强弱顺序为:H+Al3+NH4+Al(OH)3,故逐滴加入 NaOH 溶液发生离子反应的先后顺序为:OH+H+=H2O 3OH+Al3+=Al(OH)3 OH+NH4+NH3+H2O OH+Al(OH)3=Al(OH)4 结合四个离子反应分析图像:最初加入NaOH 既没有沉淀生成,也没有气体生成,则该溶液中含有 H+;曲线上升说明此时加入 NaOH 生成沉淀,则该溶液中含有 Al3+;曲线平坦说明此时加入 NaOH 没有沉淀生成,但虚线说明生成气体,则该溶液中含有 NH4+;曲线下
5、降说明此时加入 NaOH,Al(OH)3 沉淀逐渐溶解。说明溶液中含有的阳离子为 H+、Al3+、NH4+,阴离子 ClO、AlO2与 H+、Al3+等不共存,说明溶液中不存在 ClO、AlO2,而 Cl、Br、I无法确定,最后可确定溶液中含有的离子为 H+、Al3+、NH4+;不能确定的阳离子是 K+,要确定可补做焰色反应的实验。例3 已知相同温度下的溶解度:Zn(OH)2ZnS,MgCO3Mg(OH)2,就溶解或电离出 S2的能力而言:FeSH2SCuS,则下列离子方程式错误的是()AZn2+S2+2H2O=Zn(OH)2+H2S BMg2+2HCO3+2Ca2+4OH=Mg(OH)2+2
6、CaCO3+2H2O CFeS+2H+=Fe2+H2S DCu2+H2S=CuS+2H+解析:由于溶解度 Zn(OH)2ZnS,当Zn2+与 S2和 OH相遇时,应先生成溶解度小的沉淀即生成 ZnS,而不是发生水解相互促进生成 Zn(OH)2,选项 A 的离子方程式错。由于溶解度 MgCO3Mg(OH)2,当 Mg2+与 OH和 CO32相遇时,应先生成溶解度小的沉淀即生成 Mg(OH)2,选项B 的离子方程式正确。依题意 Cu2+、H+、Fe2+等离子结合 S2离子的能力为:CuSH2SFeS,故选项 C、D 的离子方程式均正确。正确答案为 A。例 4 将 33.6g 的 NaHCO3 受热
7、分解后所产生的 CO2 气体和水蒸气全部通过装有一定量的 Na2O2 的密闭容器后,充分反应,最后固体质量增加 5.8g,求密闭容器内所装 Na2O2 的物质的量。解析:本题涉及三个反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,可认为 CO2 的酸性强于 H2O,先发生 Na2O2 和 CO2 反应,后发生 Na2O2 和 H2O 反应。根据反应式知,0.4molNaHCO3 受热分解后产生的 0.2molCO2 气体 0.2mol H2O 蒸气;根据反应式知,0.2molCO2 与 Na2O2 反应后
8、固体增重相当于 CO 的质量,即固体质量增加 5.6g;余下 0.2g 的固体增重是由H2O 蒸气与 Na2O2 反应的结果,即增重 0.2g 相当于 H2 的质量,根据反应式知,参加反应的H2O 蒸气只有 0.1mol;故密闭容器内所装 Na2O2的物质的量为 0.3mol。感悟:在复杂的非氧化还原反应反应体系中,先考虑酸(CO2 相当于酸、H+)与碱(OH)中和反应,后考虑酸与盐之间或碱与盐之间的反应;在含有沉淀的悬浊液中滴加溶液或通入气体时,先考虑和体系中可溶的溶质反应,后考虑和体系中固体的反应;若是生成沉淀反应体系,则沉淀的溶度积或溶解度越小又越容易发生反应生成沉淀;这些均符合强者优先
9、反应的原则,实际上就是化学反应的拔河比赛,谁强势谁胜利,谁强谁先反应。体验:1 向 NaOH、NaA1(OH)4、Na2CO3的混合溶液中逐滴滴加稀硫酸时生成沉淀的情况?请用化学方程式表示。提示:碱性强弱顺序为:NaOHNaA1(OH)4Na2CO3 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 2NaA1(OH)4+H2SO4=Na2SO4+2Al(OH)3+2H2O Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2+H2O 2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O 2向含有 Cl、Br、I、S2的溶液中逐滴滴入硝酸银溶液时生成沉淀的情况?请用离子方程式表示。提示:各难溶
10、物的溶度积顺序为:AgClAgBrAgIAg2S 2Ag+S2=Ag2S Ag+I=AgI Ag+Br=AgBr Ag+Cl=AgCl 3 在复盐 NH4Fe(SO4)2 溶液中逐滴加入Ba(OH)2 溶液,可能发生的反应的离子方程式是()AFe2+SO42+Ba2+2OH=BaSO4+Fe(OH)2 BNH4+Fe3+2SO42+2Ba2+4OH=2BaSO4+Fe(OH)3+NH3H2O C2Fe3+3SO42+3Ba2+6OH=3BaSO4+2Fe(OH)3 D3NH4+Fe3+3SO42+3Ba2+6OH=3BaSO4+Fe(OH)3+3NH3H2O 提示:在水溶液中 Fe3+的酸性强
11、于NH4+。正确答案为 BC。4 将 HCl 和 CO2 的混合气体通入澄清石灰水中,为什么不能产生沉淀?提示:酸性强弱顺序为:HClCO2,原因是 HCl 先和 Ca(OH)2 反应。二、氧化还原反应 例 1有一混合溶液,其中只含有 Fe2+、Cl、Br、I(忽略水的电离),其中 Cl、Br、I的个数比为 234,向该溶液中通入氯气,使溶液中 Cl和 Br的个数比为 31,则通入氯气的物质的量与溶液中剩余的 Fe2+的物质的量之比为()A71 B72 C73 D74 解析:此题溶液中 Fe2+、Cl、Br、I与 Cl2 反应的先后顺序应满足还原性强弱顺序:IFe2+BrCl,显然反应后溶液中
12、还剩余 Fe2+,则 Br还没有反应,I全部反应。涉及离子反应只有 2 个且先后顺序为:Cl2+2I=I2+2Cl 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl 设 Br的物质的量为 3mol,则 Cl与 I的物质的量分别为 2 mol、4 mol,根据电荷守恒,原溶液中 Fe2+的物质的量为(2 mol+3 mol+4 mol)/2=4.5 mol;依题意反应后溶液中Cl和 Br的物质的量之比为 31,则 Cl的物质的量为 33 mol=9 mol。由反应知:与4mol I发生反应的 Cl2 的物质的量为 2 mol,生成 Cl的物质的量为 4 mol;由反应知:与Fe2+发生反应后生成的 Cl的物质
13、的量为 9 mol2 mol4 mol=3 mol,与 Fe2+发生反应的 Cl2 的物质的量为 3 mol/2=1.5 mol,发生反应的 Fe2+的物质的量为3 mol,剩余 Fe2+的物质的量为 4.5 mol3 mol=1.5 mol,故通入氯气的物质的量与溶液中剩余的 Fe2+的物质的量之比为(2 mol1.5 mol)1.5 mol=73。正确答案为 C。例 2已知 Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+,Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+。现把等物质的量的CuSO4、FeCl3 和 Zn 置于水中充分反应,反应容器中所得离子除 SO42和 Cl外还含有()AZn2+、Cu、Fe3
14、+BZn、Cu2+、Fe3+C Zn2+、Cu2+、Fe2+D Zn2+、Cu2+、Fe2+解析:题设离子的氧化性强弱顺序为Fe3+Cu2+Fe2+,与等物质的量 Zn 发生下列先后顺序的离子反应:Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+Cu Zn+Fe2+=Zn2+Fe 设 CuSO4、FeCl3 和 Zn 的物质的量均为1mol,则与Fe3+反应的Zn的物质的量为0.5mol,另 0.5mol Zn 与 0.5mol Cu2+反应,余下 0.5mol Cu2+,故溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Zn2+、Cu2+。正确答案为 D。例 3用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶
15、液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2 后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为()A 0.1 mol B 0.2 mol C 0.3 mol D 0.4 mol 解析:要恢复到电解前浓度的原则是:出什么就加什么;可将 Cu(OH)2 拆为 CuO 和 H2O,说明电解硫酸铜溶液时,先电解 CuSO4 溶液,后电解 H2O,符合阳离子氧化性强弱顺序:Cu2+H+。根据 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,2H2O2H2+O2知:0.1molCuO 是由电解产生0.1molCu 和 0.05molO2 引起的,转移电子数0.2mol,0
16、.1molH2O 是由电解产生 0.1molH2 和 0.05molO2 引起的,转移电子数也为 0.2mol,因此共转移电子数 0.4mol。正确答案为 D。感悟:在氧化还原反应体系中,氧化还原反应的实质是反应物间发生电子转移的反应,氧化剂得电子的能力愈强,还原剂失电子能力也就愈强,两强之间更容易发生电子转移,符合强强优先反应的原则。电化学中电极上的离子放电先后顺序也符合强者优先反应的原则。体验:1把足量的铁粉加入稀硝酸、硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中发生反应的情况?请用化学方程式表示。提示:氧化性强弱顺序为:HNO3Fe(NO3)3Cu(NO3)2 Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+N
17、O+2H2O Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2 Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 2把铝、锌、铁三种金属同时放入足量的稀硫酸中发生反应的情况?请用化学方程式表示。提示:还原性强弱顺序为:AlZnFe 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 3经检测,某溶液中含有大量的 Cl、Br、I,若向该混合溶液中通入定量的Cl2,溶液中 Cl、Br、I的物质的量与通入 Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:Cl2 的体积(标准状况)2.8L 5.6 L 11.2 L n(Cl)1.25mol 1.5 mol 2 mol n(Br)1.5 mol 1.4 mol 0.9 mol n(I)a mol 0 0 当通入 Cl2 的体积为 2.8 L 时,溶液中发生反应的离子方程式为 。原溶液中 Cl、Br、I的物质的量浓度之比为_。答案:Cl2+2I=I2+2Cl 10154
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