高中化学——离子反应顺序

高考热点离子反应偏好的探究摘要：就近年来高考中离子反应前后问题失分严重的问题，总结离子反应前后的类型和判断原则，有助于学生切实掌握基础知识，帮助学生解决问题。关键词：离子反应条件离子化平衡离子反应优先顺序离子方程的标记和离子共存近年来成为各省高考问题的热点和难点，几乎是必备问题类型： (07高考江苏)第九题、(05高考广东)第六题、(05全国卷四川考试)第十三题，这种问题类型外观简单，得分率不高，究其原因。 相当部分的错误是离子反应的前后问题，这是学生离子反应知识上的另一个盲点，如何解决离子反应中的优先顺序问题，不仅与复分解型离子反应条件有关，还与氧化还原型离子反应和离子化平衡等知识点有关，学科内的综合性很强目前高考考察的离子反应前后问题主要集中在两个试验点：复分解型离子反应前后问题和氧化还原型离子反应前后问题。 笔者认真研究这类问题，慎重推敲，总结了解决这类问题的基本原则和思路，在教学中得到推广，效果良好，现与大家共享。1 .复分解型离子反应的优先顺序问题讨论过这些问题的溶液中，多个不同离子相同的离子可发生复合分解反应，含有与多个阴离子相同的阳离子，与多个阳离子相同的阴离子发生反应，也含有不同的阴离子、与阳离子相同的离子反应(NH4HCO3和NaOH等)。 如果有的话，遵循什么原则？例请向CH3COONa、NaHCO3、C6H5ONa的混合溶液中滴加盐酸，逐次写入离子方程式。分析：根据离子反应的条件，可以生成沉淀、气体、难以离子化的物质进行离子反应，CH3COO-、HCO3-、C6H5O-和h可以生成难以离子化的弱电质进行反应，这3种离子反应有优先顺序吗？ 由于HCl的滴加，h浓度逐渐增大，只有最弱的电解质酸根C6H5O-最初与溶液中的h达到电离平衡，开始生成弱的电解质，因此生成的电解质越弱，离子化越难，该离子反应最初发生。 酸性顺序为CH3COOHH2CO3C6H5OH，因此3个离子反应顺序如下 C6H5O- H=C6H5OH HCO3- H=H2CO3 CH3COO- H=CH3COOH同样，能够分析NH4HCO3和NaOH的反应时，HCO3-先反应，NH4后反应，原因：HCO3- OH-=CO32- H2ONH4 OH-=NH3H2O生成的H2O比NH3H2O难以离子化，因此HCO3-和oh优先反应。因此，NaOH少量时： HCO3- OH-=CO32- H2ONaOH过剩时间： NH4 HCO3- 2OH-=NH3H2O CO32- H2O因此，复分解型离子反应的前后原则是，生成的电解质越弱则反应越优先，同样，生成的沉淀溶解度越小则反应越优先，但有时也考虑离子共存(例如双水解)的影响。 例如例2 :请在含有NH 4、Al3、h、Mg2的溶液中滴加NaOH，逐次写入离子方程式。分析：根据离子反应条件，上述离子与OH-反应，生成难以离子化的物质或沉淀进行反应，但H2O是极弱的电解质，是高中化学中最弱的电解质(而且h不与Mg(OH)2或Al(OH)3共存)，因此h优先与其他离子反应Mg2和Al3比优先与NH4反应更难以离子化，或者NH4生成的NH3H2O由于Mg2和Al3反应而成为NH4，Al(OH)3更弱，因此Al3优先于Mg2，Mg2优先于NH4，在这种情况下，剩馀的NH4和OH-反应如果Al(OH)3先反应，则生成的AlO2-和NH4水解而不能共存，重新生成Al(OH)3和NH3H2O，因此NH4先反应，Al(OH)3后反应。 因此，相继发生的离子反应如下H OH-=H2OAl3 3OH-=Al(OH)3Mg2 2OH-=Mg(OH)2NH4 OH-=NH3H2OAl(OH)3 OH-=AlO2- 2H2O二.氧化还原型离子反应的优先顺序这样的问题的研究对象是氧化还原型离子反应，在系统中多个还原剂与相同的氧化剂反应，或者多个氧化剂与相同的还原剂反应的情况下，反应顺序遵循什么原则？ 让我们来考虑一下这个问题例3 (原始主题) :1mol/LFeBr2、1mol/L或FeI2混合液1L、0.5molCl2、溶液中的主要离子(以下，忽略水的电离).解析：混合液中的离子：2molFe2、2molI-、2molI-均与Cl2反应，3种离子还原顺序： I-Fe2 Br-，因此原则上是还原性强的优先反应。因此，先反应2molI-反应，接着反应2mole-、2molFe2，再反应2mole-，最后反应2molBr-反应，再反应2mole-流过0.5molCl2为1mole-、I-未反应(其他离子未反应)，因此溶液中的离子： I-、Fe2、Br-、Cl-流过2 molcl24 mole -、I-和Fe2反应后，Br-没有反应，因此溶液中的离子： Fe3、Br-、Cl-流过3molCl2时，6mole-、I-、Fe2及Br-全部反应，因此溶液中离子： Fe3、Cl-例4 :将铁和铜的合金放入稀硝酸中，反应过滤后，将过滤后的固体物质放入盐酸中，如果不放出气体，滤液中必定含有的金属盐为()a.Cu (NO3 ) 2b.Fe (NO3 ) 3c.fe(no3)2d.Cu (NO3 ) 2和Fe (NO3 ) 2解析：铁铜合金与稀硝酸反应存在前后反应问题：铁还原性强于铜，有优先反应，因此依次发生下列反应 3Fe 8H 2NO3-=Fe2 2NO 4H2O (铜存在，生成物仅为Fe2，原因：2Fe3 Cu2=2Fe2 Cu2)。 3Cu 8H 2NO3-=Cu2 2NO 4H2O 3Fe2 4H NO3-=3Fe3 NO 2H2O由于溶液中有固体，与盐酸混合后没有气体，因此该固体必须是Cu，反应可能正好完成，没有结束，因此没有Fe(NO3)3、b的选择错误必定会发生，因此Fe(NO3)2必定有，c正确，有发生的可能性，因此Cu 故正题选择c。例5 :在含有. ki、NaBr的水溶液中通入一定量的氯气，对得到的溶液进行蒸汽干燥烧灼，不可能得到固体物质A.KCl、NaBr B.KCl、NaCl C.KI、NaClD.KCl、NaBr和NaCl【解析】I-、Br-和氯气相继反应，I-优先反应，因此c不可能。 正题选c。因此，氧化还原的离子反应有还原性强的微粒子或氧化性强的微粒子优先反应的原则。常见的离子还原性和氧化性顺序(放电顺序):阳离子氧化性： agf e3c u2HCB2s n2Fe2Zn2al3mg2naca2k阴离子还原性： S2-I-SO32-Br-Cl-OH-含氧酸根三.其他反应优先权问题上述离子反应除了有前后顺序外，一般反应也有前后顺序。 例如例如将na2o 2粉末和过剩的NaHCO3在密闭容器中高温加热，充分反应而排出生成气体时，剩馀的固体如下A.Na2CO3B.NaOH C.Na2CO3和NaOH D.NaHCO3分析： NaHCO3热量不稳定，2NaHCO3=Na2CO3 H2O CO2充分反应，没有NaHCO3的残留，d不对，但生成的H2O和CO2与Na2O2反应2 n d2o2h2o=4NaOH2n a2o2co2=2nd2c o3o 2固体生成物可能是NaOH和Na2CO3，但由于Na2O2不足，需要研究CO2、H2O和Na2O2是同时反应还是前后反应，同时反应还是H2O先反应时，回答为c的CO2先反应的回答为a，接着解决反应顺序的问题使H2O先反应，生成的NaOH再次与CO2反应：2NaOH CO2=Na2CO3 H2O，先消耗水，生成水，相当于H2O催化作用。 结论CO2优先反应，H2O后反应。 因此，这个问题的答案只有a，CO2过剩，H2O没有反应。这个问题前后的问题只是理论计算上的要求。例7 :在KOH和Ca(OH)2溶液中通入CO2，生成的沉淀首先多，不变化，在减少消失之前，请写下各阶段的反应分析：混合液通过CO2，KOH和Ca(OH)2均与CO2反应，有前后问题吗？2000 oh CO2=k2 co3H2O ca (oh )2CO2=CaCO3 H2O假设KOH先反应，生成的K2CO3与Ca(OH)2反应K2CO3 Ca(OH)2=CaCO3 2KOHKOH先被消耗，再生成，相当于催化剂，催化Ca(OH)2与CO2反应，因此优先Ca(OH)2与CO2的反应，该反应结束后，除了在溶液中KOH与CO2的反应之外，还能够进行CaCO3与CO2的反应2000 oh CO2=k2 co3H2O CaCO3 H2O2o2=ca (HCO3) 2这两个反应有前后的问题吗？CaCO3和CO2先反应，生成的Ca(HCO3)2和KOH反应，生成新的CaCO3Ca(HCO3)2 2KOH=CaCO3 K2CO3 2H2O此时，CaCO3发挥催化作用，催化KOH和CO2，因此KOH和CO2的反应优先此时，CO2的流动不仅与CaCO3反应，还与生成的K2CO3反应，是否存在前后的问题CaCO3h2o2=ca (HCO3)2k2c o3h2o2=2ksh co 3假设CaCO3和CO2先反应，生成的Ca(HCO3)2和K2CO3反应Ca(HCO3)2 K2CO3=CaCO3 2KHCO3此时，CaCO3发挥催化作用，催化K2CO3和CO2，因此K2CO3和CO2的反应优先最后CaCO3和CO2发生反应。三个阶段的四个反应如下：Ca(OH)2 CO2=CaCO3 H2O (沉淀生成阶段)2KOH CO2=K2CO3 H2Ok2co3h2o2=2hco3(这两个反应为沉淀不变阶段)aCO3 H2O CO2=Ca(HCO3)2(该阶段沉淀减少消失的阶段)例6和例7两个相前后问题实际上可能没有真正的相前后，但是是理论计算上的一个需求结论：对于某一化学过程，可以根据理论计算的要求人为地确定前后关系(根据反应的总结果)，计算容易。最后，我们将解决上述三个高考问题(07高考江苏卷)9.下列离子方程正确编写的是：a .过剩SO2在NaOH溶液中： SO2 2OH-=SO32- H2O在B.Fe(NO3)3溶液中加入过剩HI溶液： 2Fe3 2I-=2Fe2 I2在C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4- 5NO2- 6H=2Mn2 5NO3- 3H2Od .向D.NaHCO3溶液中加入过剩的Ba(OH)2溶液2HCO3- Ba2 2OH-=BaCO3 2H2O CO32-解析： b选项考察离子反应前后的问题，NO3-(H )比Fe2氧化性强，因此NO3-(H )与I反应后，Fe3与I反应，HI过剩，两种氧化性离子都发生反应，导致b错误。 由于a选项SO2过剩且产物为HSO3-，因此a错误的d选项Ba(OH)2过剩，因此Ba2与OH-的配合比为1:1，即HCO3- Ba2 OH-=BaCO3 H2O，因此d错误，因此正题是选择c(05高考广东卷)6.以下反应离子方程正确a .在氯化铝溶液中加入过剩氢氧化钠溶液： al34oh-alo2- 2h2ob .苯酚钠溶液中二氧化碳： co2h2o2c6h5o-c2c6h5ohco32-c .在苏打溶液中加入乙酸溶液： HCO3 H =CO2 H2Od .在溴化亚铁溶液中流过过量氯气： fe2br-2cl=fe3br2cl-分析： d选项FeBr2对Cl2作出反应，Fe2、Br-都对Cl2作出反应，Fe2先是Br-后是Cl2过剩，因此Fe2和Br-参与反应，d参与反应的离子种类正确，但平衡错误，电荷没有保存b选项的产物是HCO3-，c选项CH3COOH是弱酸，因为不能分解，所以b、c不对，正题是选择a(05四川) 13 .准确表示下列反应的离子方程式a甲酸钠溶液与盐酸反应： HCOO- H=HCOOHb硫化钠的第一阶段水解： S2- 2H2OH2S 2OH-与c乙酸钡溶液硫酸反应： ba2so42-=baso4d氢氧化钙溶液与碳酸氢镁反应： ca2oh- hco3-=caco3 h2o分析： d选项是