谈高中化学反应中的先后问题

2013-11-04 01:37张丽娟
卷宗 2013年5期
关键词:氯气优先金属

张丽娟

由于高中學生的抽象和概括在教学的影响下有了很快的发展。而且他们思维的一个重要特点,是具有更高的抽象性、概括性,独立思考能力得到进一步发展。高中学生在学习过程中,还比较自觉地要求从本质上看问题,而不是停止在事物的表面现象上。同时他们也逐步学会全面地看问题,力求从事物的各个方面去理解事物的本质和内在联系。所以据此,在学习化学过程中要究其根本,期中在高一化学的学习过程中会遇到一种物质与多种物质发生反应的问题,这时判断反应的先与后往往成为解此类问题的关键。对这类问题,不少学生都感到非常棘手,在解题时常常思路混乱、顾此失彼得分率较低。笔者认为,其根本原因是没有正确理解化学反应顺序的本质规律。本文结合学生的思维特点以及近几年的高考试题,讨论高一化学中遇到的有关化学反应的“先”与“后”。

一、由于实验的实际操作引起的先后顺序问题

向悬浊液中滴加溶液或通入气体时,先考虑和溶液的反应,后考虑和体系中固体

例1、将足量的CO2不断通入KOH、Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉与通入CO2的量的关系可表示为:

反应的顺序为CO2优先与Ca(OH)2反应,然后与KOH反应,然后与KAlO2反应。Al(OH)3完全沉淀后,K2CO3吸收CO2变为KHCO3,之后CaCO3将开始溶解 。正确答案为 C

二、氧化还原反应之间的先后顺序问题

由于氧化还原反应的实质是反应物间(氧化剂和还原剂之间)发生电子转移的反应,那么氧化剂得电子的能力愈强,还原剂失电子能力也就愈强,则两强之间更易发生电子转移,该反应优先,这就是我们常说的“强强优先”原则。

例2.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2∶3∶4,向该溶液中通入氯气使溶液中Cl-和Br-的个数比为3∶1,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

( )

A 7:1 B 7:2 C 7:3 D 7:4

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:I-﹥Fe2+﹥Br-﹥Cl-,显然反应后溶液中还剩余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:

①Cl2+2I-=I2+2Cl-

②2Fe2++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3∶1,则Cl-的物质的量为3×3 mol=9 mol。由反应①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②知:与Fe2+发生反应后生成的Cl-的物质的量为9 mol-2 mol-4 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 mol-3 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 mol+1.5 mol)∶1.5 mol=7∶3。

正确答案为 C。

三、金属在溶液中的置换反应的先后问题

金属与酸溶液的置换反应 规律:把几种活泼金属同时投入到 一种酸溶液中, 若都能发生反应, 则最活102 泼的金属优先与酸发生置换反应,一直到最活泼的金属反应完毕,次活泼的金属才能与酸溶液发生置换反应,依次类推。

例3、将金属锌和铁同时放入一种H2SO4溶液中,可能发生的反应有 ( )

(1)Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑

(2)Fe+H2SO4= FeSO4+H2↑

(3)Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4

(4)Fe+ZnSO4= Zn+FeSO4

A. (1) (2) (3) B.(1) (2) C.(1) (2) (3) (4) D.(1) (2) (4)

分析: 金属铁和锌都能与稀H2SO4发生置换反应,分别生成FeSO4 和ZnSO4,而 Zn 也可从FeSO4溶液中置换出Fe,因为Zn比Fe活泼。实际反应时Zn先与H2SO4反应,直到Zn被反应完全,才能Fe与H2SO4发生反应,故不存在Zn从FeSO4溶液中置换出Fe的反应也不可能存在Fe置换出 ZnSO4中的锌的反应,因为铁比锌不活泼。所以,答案是B

四、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4、(1).向Na2CO3和NaOH的混合溶液中滴入稀HCl。

稀 HCl 能与Na2CO3反应生成CO2气体,也能与 NaOH 发生中和反应,但实际反应时,NaOH先和 HCl中和,等 NaOH 被反应完后,Na2CO3才能和HCl反应放出CO2气体。因为 CO2 会被 NaOH 溶液吸收。

(2).向NH4Cl和HCl的混合溶液中滴入NaOH 溶液。

NaOH溶液能与NH4Cl 反应生成NH3气体,也能和HCl发生中和反应,但在实际反应时,HCl先和NaOH反应,等HCl被反应完后,NH4Cl 才能和NaOH反应放出NH3气体。因为NH3会被HCl溶液吸收。

(3).向CuSO4和H2SO4的混合溶液中滴入NaOH溶液。

NaOH溶液能与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,也能和H2SO4发生中和反应,但在实际反应时,H2SO4先和NaOH反应,等H2SO4被反应完后,CuSO4才能和NaOH反应生成Cu(OH)2沉淀。因为 Cu(OH)2沉淀会被 H2SO4 溶解。

(4).向CaCl2和HCl的混合溶液中滴入Na2CO3溶液。

Na2CO3溶液能与CaCl2反应生成CaCO3沉淀,也能和HCl发生反应,但在实际反应时,HCl先和Na2CO3反应,等HCl被反应完后,CaCl2才能和 Na2CO3反应生成 CaCO3沉淀。

(5).把CO2和HCl的混合气体通入碱溶液 [NaOH、Ca(OH)2等]

CO2能与NaOH溶液反应生成 Na2CO3溶液,HCl也会与NaOH发生中和反应,但在实际反应时,HCl先和NaOH反应,等HCl被反应完后,CO2才能和NaOH反应。因为 Na2CO3会与HCl反应放出CO2气体。

猜你喜欢
氯气优先金属
从发现金属到制造工具
致命金属
多端传播,何者优先?
站在“健康优先”的风口上
金属美甲
低浓度氯气综合利用的探讨
优化氯处理工艺,提高氯气质量
氯水的组成及应用
让金属变成艺术