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            相互竞争的离子反应和氧化还原反应


            专题讲座二

            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Cl2通入含I 、Br 、Fe2 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

            专题讲座二

            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,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。

            专题讲座二

            【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:__________________________________。
            3+ 2- 解析 在硫酸铝铵溶液中,存在 NH+ 、 Al 与 SO 4 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 NH4 结合,它们
            - + +

            彼此之间发生互相竞争的反应。由于在含有 Al3+的溶液 中滴入 NH3· H2O,有白色沉淀生成可知,Al3+结合 OH- 的能力大于 NH4 结合 OH 的能力,OH 优先与 Al3 结合
            + - - +

            2- 生成 Al(OH)3,则上述离子方程式为 2Al3++3SO4 +3Ba2+

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

            3BaSO4↓

            专题讲座二

            即时巩固1 的是

            将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液 ( )

            中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确

            专题讲座二

            解析

            CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应,但存在着竞争,如

            果先与KOH反应,则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2 反应生成CaCO3,因此,可以看成CO2先与Ca(OH)2反应, 所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先 跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应,同样可以采用假 设法判断,即如果先与CaCO3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CaCO3反应,直 至沉淀完全溶解,故选D。

            答案 D

            专题讲座二

            即时巩固2

            少量NaOH溶液滴入到NH4HCO3溶液中的

            离子方程式为_________________________________。

            答案 HCO3 +OH ===H2O+CO2 3
            - -



            专题讲座二

            即时巩固3 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,写出有关反 应的离子方程式: (1)___________________________________________, _____________________________________________。 (2)__________________________________________。 (3)___________________________________________。

            答案 (1)Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Mg++2OH-===Mg(OH)2↓
            - (2)NH+ + OH ===NH3· H 2O 4

            (3)Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O

            专题讲座二

            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。

            专题讲座二

            【例2】

            在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、 ( C )

            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。

            专题讲座二

            即时巩固 4 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) ( )

            专题讲座二

            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。

            答案 A

            专题讲座二

            即时巩固5 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、Na2SO4 C.NaCl、Na2SO4、I2 B.NaBr、Na2SO4 D.NaCl、NaI、Na2SO4 ( 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。

            专题讲座二

            即时巩固6


            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 量之间的关系如右图所示。则稀 溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、 HNO3的物质的量浓度之比为 _________________________。

            专题讲座二

            解析

            氧化性由强到弱的顺序是 HNO3>Fe3+>Cu2+,反

            应由先到后的顺序为 4HNO3+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4mol 2Fe3+ 2 mol Cu2+ 1 mol + 1 mol 1 mol + Fe===3Fe2+ 1 mol 3 mol Fe===Fe2++Cu 1 mol 1 mol

            故原溶液中 n[Fe(NO3)3]=2 mol-1 mol=1 mol

            故 c[Fe(NO3)3]∶c[Cu(NO3)2]∶c(HNO3)=1∶1∶4。

            答案 1∶1∶4

            专题讲座二

            3.氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争 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。

            解析

            漂白粉溶液中含有CaCl2和Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2水

            溶液能与SO2发生反应,向漂白粉溶液中通入二氧化硫气体 后,是发生复分解反应生成CaSO3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。
            答案 Ca(ClO)2+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2HCl+H2SO4

            专题讲座二

            即时巩固7


            往含Fe3 、H 、NO
            + +



            3

            的混合液中加入少量 ( )

            2 SO3 ,充分反应后,下列表示该反应的离子方程式正确的


            2- 2- A.2Fe3++SO3 +H2O===2Fe2++SO4 +2H+
            - B.2H++SO2 3 ===H2O+SO2↑

            2 C.2H +2NO3 +3SO2 ===3SO 3 4 +2NO↑+H2O
            + - - -

            2 D.2Fe3 +3SO3 +3H2O===2Fe(OH)3↓+3SO2↑
            + -

            专题讲座二

            解析

            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。
            2- 那么SO 3 是先与Fe3+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Fe3+反应,则生成的
            - Fe2+又会与H++NO 3 反应,所以应先与H++NO - 3 反应,

            故应选C。

            答案 C

            专题讲座二

            即时巩固8 写出下列反应的离子方程式: (1)FeCl2溶液与NaClO溶液反应____________________。 (2)Na2S与FeCl3溶液混合__________________________。 (3)硫化钠与CuSO4溶液混合_______________________。

            专题讲座二

            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Fe2S3,由于 Fe2S3在水溶液中不存在,故不能发生复分解反应,也不可 能在溶液中发生双水解反应,因Fe3 具有氧化性,S2 具有
            + -

            还原性,所以硫化钠与氯化铁发生的是氧化还原反应。

            专题讲座二

            (3)由于Cu2 的氧化性较弱,Cu2 和S2 不易发生氧化还原
            + + -

            反应。硫化钠与硫酸铜可能发生双水解反应、复分解反 应,两反应互相竞争。由于CuS在水中的溶解度远远小于 Cu(OH)2的溶解度,则硫化钠与硫酸铜发生的是复分解反 应而不是双水解反应。

            答案 (1)6Fe2 +3ClO +3H2O===2Fe(OH)3↓+3Cl +
            + - -

            4Fe3+
            (2)2Fe3 +S2 ===2Fe2 +S↓
            + - +

            (3)Cu2 +S2 ===CuS↓
            + -


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