2018届一轮复习人教版学科思想——优先反应在“竞争类”反应体系中的应用学案

2018届一轮复习人教版学科思想——优先反应在“竞争类”反应体系中的应用学案

专题讲座(二)　学科思想——优先反应在“竞争类”反应体系中的应用 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HCl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，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。‎ 一、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物质的反应将优先进行。‎ 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)的关系正确的是(　　)‎ 解析：　CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但先与哪种物质反应即存在着竞争，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，是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH消耗完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。‎ 答案：　D ‎[思考]‎ ‎1．将足量NaOH溶液滴入含NH、H＋、Fe3＋、Al3＋的溶液中。按反应先后依次写出反应的离子方程式。‎ 答案：　①H＋＋OH－===H2O ‎②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓‎ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ ‎③NH＋OH－===NH3·H2O ‎④Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 二、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，优先氧化还原性(氧化性)强的物质。‎ 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 ‎[思考]‎ ‎2．将足量Cl2通入FeBr2、FeI2和Na2SO3的混合溶液中。按反应先后依次写出反应的离子方程式。‎ 答案：　①SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋‎ ‎②2I－＋Cl2===I2＋2Cl－‎ ‎③2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎④2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－‎ 三、氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争 ‎(1)一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应发生。‎ ‎(2)考查该类型优先反应的载体，除上述题组三中涉及到的SO2与漂白粉溶液、亚硫酸盐与HNO3(稀)外，还有Fe2＋与ClO－、S2－与Fe3＋等。‎ 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 ‎[思考]‎ ‎3．写出下列反应的离子方程式。‎ ‎(1)Na2SO3与稀HNO3：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)Na2S溶液与FeCl3溶液：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)FeSO4溶液与少量NaClO溶液：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)FeSO4溶液与过量NaClO溶液：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)3SO＋2H＋＋2NO===3SO＋2NO↑＋H2O ‎(2)S2－＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋‎ ‎(3)6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋4Fe3＋＋3Cl－‎ ‎(4)6Fe2＋＋3ClO－＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋4Fe3＋＋3Cl－‎ Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3HClO 四、氧化还原反应原理在离子反应中的应用 氧化还原反应理论是高中化学的基础和重点，在生产实践中的应用极为广泛，贯穿于中学化学的全过程，基本概念的理解、电子转移数目的判断等知识几乎年年考查；离子反应是中学化学的核心内容，离子方程式的书写及正误判断、离子共存的判断是历年高考化学命题的焦点，也是必考点。高考常将两部分内容融合在一起考查，即书写离子方程式时往往要用到氧化还原反应理论，一般以选择题和填空题的形式出现。这类题能很好地考查学生全面思考和解决问题的能力，难度不大，但失分率较高。‎ 已知氧化性Cl2>Br2>Fe3＋>I2，请回答下列问题。‎ ‎(1)溶液中能够大量共存的离子组是________。‎ A．Fe3＋、Na＋、I－、Cl－ B．Ba2＋、K＋、CO、Cl－‎ C．Na＋、H＋、NO、HCO D．Al3＋、Ca2＋、Cl－、NO ‎(2)试写出向FeBr2溶液中逐渐通入少量氯气时反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)请结合题目信息判断离子方程式：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－是否正确？‎ 解析：　(1)A项中Fe3＋氧化I－，B项中Ba2＋与CO反应生成BaCO3，C项中H＋与HCO反应生成CO2和H2O。‎ ‎(2)由于还原性：Fe2＋>Br－，当逐渐通入Cl2时，Fe2＋优先反应；又由于通入少量Cl2，故只发生Fe2＋与Cl2的反应。‎ ‎(3)由于还原性：Fe2＋>Br－，故通入Cl2时Fe2＋优先反应，当Fe2＋反应彻底后Br－再与Cl2反应。n(FeBr2)∶n(Cl2)＝1∶1时，离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－，此时溶液中尚有未反应的Br－。‎ 答案：　(1)D　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)正确 速记卡片 属于氧化还原反应的离子方程式的书写。‎ 书写属于氧化还原反应的离子方程式时，首先要考虑电子转移守恒，还要考虑电荷守恒、质量守恒。如对于反应nFe2＋＋O2＋xH＋===nFe3＋＋yH2O：‎ ‎(1)依据在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数(1 mol O2在反应中得到4 mol电子，1 mol Fe2＋在反应中失去1 mol电子，故1 mol O2能氧化4 mol Fe2＋)可求出n＝4。‎ ‎(2)再根据电荷守恒，可求出x＝4。‎ ‎(3)依据质量守恒，可求出y＝2。 ‎