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1、化學課標版專題講座一競爭型離子反應和氧化還原反應突破如果溶液中存在多種離子,則相互之間發(fā)生反應的可能有多種,此時溶液中可能發(fā)生“平行反應”,也可能發(fā)生“競爭反應”。“平行反應”是指離子之間同時反應互不影響,而“競爭反應”是指各個反應要按照一定的順序完成。常見類型:(1)一種氧化劑(還原劑)與多種還原劑(氧化劑)反應,如把Cl2通入含有I-、Br-、Fe2+的溶液中,按照還原能力由強到弱的順序,I-優(yōu)先反應,其次是Fe2+,最后是Br-。(2)一種酸(堿)與多種堿性(酸性)物質(zhì)反應,如把鹽酸逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中,按照堿性由強到弱的順序NaOH優(yōu)先反應,其

2、次是Na2CO3,最后是NaHCO3。(3)若某一溶液中同時存在幾種能與所加試劑形成沉淀的離子,則溶解度(嚴格地說應為溶度積)小的物質(zhì)先沉淀。如向AlCl3、FeCl3的混合溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液,應優(yōu)先生成Fe(OH)3沉淀,而不是Al(OH)3沉淀。(4)互相促進水解的反應與復分解反應如果既符合發(fā)生互相促進水解反應的條件,同時又符合直接發(fā)生復分解反應的條件,究竟發(fā)生哪個反應,要比較生成物的溶解度的大小。典例1寫出在硫酸鋁銨溶液中加入少量氫氧化鋇溶液發(fā)生反應的離子方程式:。答案2Al3+3S+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO424O解析在硫酸鋁銨溶液中,存在N、Al3+與S

3、,當加入少量的Ba(OH)2溶液時,Ba2+和S結(jié)合生成BaSO4,OH-則既可與Al3+結(jié)合又能與N結(jié)合,它們彼此之間發(fā)生互相競爭的反應。由在含有Al3+的溶液中滴入氨水,有白色沉淀生成可知,Al3+結(jié)合OH-的能力大于N結(jié)合OH-的能力,OH-優(yōu)先與Al3+結(jié)合生成Al(OH)3,則題述反應的離子方程式為2Al3+3S+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO4。4H24O24O4H4H24O典例2向NH4Cl、AlCl3、MgCl2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量,按反應的先后順序,寫出有關(guān)反應的離子方程式:已知25時,KspMg(OH)2=5.6110-12,KspAl(O

4、H)3=1.310-33(1),(2),(3),(4)。答案(1)Al3+3OH-Al(OH)3(2)Mg2+2OH-Mg(OH)2(3)N+OH-NH3H2O(4)Al(OH)3+OH-Al+2H2O4H2O解析解答本題的關(guān)鍵是找出哪種離子首先反應。如果N先與OH-反應,則生成NH3H2O,但是NH3H2O又會與Al3+、Mg2+反應生成N,故OH-會先與Al3+、Mg2+反應,再與N反應;由于Al(OH)3的Ksp遠遠小于Mg(OH)2的Ksp,故Al3+優(yōu)先與OH-反應;當Al3+、Mg2+都轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋頃r,如果Al(OH)3與OH-首先反應生成Al,而N與Al又能互相促進水解,重新生成A

5、l(OH)3沉淀,因此N優(yōu)先與OH-反應生成NH3H2O,最后Al(OH)3與OH-發(fā)生反應。4H4H4H2O4H2O4H典例3向NaBr、NaI和Na2SO3的混合溶液中通入一定量氯氣后,將溶液蒸干并充分灼燒,得到固體物質(zhì)的組成可能是()A.NaCl、Na2SO4B.NaBr、Na2SO4C.NaCl、Na2SO4、I2D.NaCl、NaI、Na2SO4答案A解析向NaBr、NaI和Na2SO3的混合溶液中通入一定量氯氣后,可能發(fā)生的反應依次為Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl、2NaI+Cl22NaCl+I2、2NaBr+Cl22NaCl+Br2。將溶液蒸干時HCl、Br2

6、會揮發(fā),灼燒時I2會升華。若通入的氯氣過量,得到固體物質(zhì)的組成是NaCl、Na2SO4;若通入的氯氣是不足量的,則還有可能留下NaBr或NaBr、NaI。1.下表所示的化學反應體系與反應先后順序判斷一致的是()答案DA項,用假設法判斷,若H+最先與Al反應,生成氫氧化鋁,而氫氧化鋁與溶液中的OH-反應生成Al,故A錯。B項,氯氣依次氧化I-、Fe2+、Br-,因為2Fe2+Br22Fe3+2Br-,故B錯。C項,氫氧化鋇先發(fā)生反應,因為碳酸鉀與氫氧化鋇不能共存,故C錯。D項,氧化性順序:Ag+Fe3+Cu2+H+,D正確。2O2O2.已知室溫下,Al(OH)3的Ksp或溶解度遠大于Fe(OH)

7、3。向濃度均為0.1molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系,合理的是()答案C因為KspAl(OH)3KspFe(OH)3,當向濃度均為0.1molL-1的含F(xiàn)e3+、Al3+的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液時,開始階段只有Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生,然后出現(xiàn)Al(OH)3沉淀,隨NaOH溶液加入量的增大,生成的Al(OH)3沉淀又全部溶解,故只有C正確。3.已知反應:Al+2H2O+NNH3H2O+Al(OH)3,現(xiàn)向濃度均為0.1molL-1的HCl、NH4Cl和AlCl3的

8、混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系,合理的是()2O4H答案D溶液中能與NaOH反應的陽離子有三種:H+、Al3+、N,酸堿中和先進行,即先發(fā)生:H+OH-H2O。結(jié)合題中給出的信息,接著依次發(fā)生反應:Al3+3OH-Al(OH)3、N+OH-NH3H2O、Al(OH)3+OH-Al+2H2O對于前兩個反應的順序,可以用假設法:假定N+OH-NH3H2O先發(fā)生,由于存在:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N,所以實際應該是Al3+3OH-Al(OH)3先進行,選項D正確。4H4H2O4H4H4.某溶液中可能含有H+、M

9、g2+、N、Al3+、Fe3+、C、S、N中的幾種。若加入鋅粒,產(chǎn)生無色無味的氣體;若加入NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀,且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說法中不正確的是() A.溶液中的陽離子有H+、Mg2+、N、Al3+4H23O24O3O4HB.溶液中n(Al3+)=0.1molC.溶液中一定不含C,可能含有S和ND.n(H+) n(Al3+) n(Mg2+)=2 2 123O24O3O答案C原溶液中加入NaOH溶液,開始無沉淀,說明溶液中含有H+,沉淀為白色,說明不含F(xiàn)e3+;溶液中加入鋅粒生成無色無味氣體,則氣體為H2,溶液中一定不含N。溶液中含有H+,則

10、一定不含CO2-3。根據(jù)圖像的變化趨勢,可以確定:開始無沉淀過程中,NaOH中和溶液中的H+,則n(H+)=0.1mol;n(NaOH)為0.10.5mol時為金屬離子沉淀過程;n(NaOH)為0.50.7mol時沉淀的量保持不變,應為OH-與N發(fā)生反應,n(N)=0.2mol;n(NaOH)為0.70.8mol時沉淀部分溶解到不再發(fā)生變化,該過程中Al(OH)3溶解,n(Al3+)=0.1mol,B正確;不溶解的沉淀只能為Mg(OH)2,n(Al3+)=0.1mol,沉淀Al3+消耗NaOH0.3mol,則沉淀Mg2+消耗NaOH0.1mol,因此n(Mg2+)=0.05mol,溶液中的陽離

11、子有H+、Mg2+、N、Al3+,A正確;其中n(H+) n(Al3+) n(Mg2+)=0.1mol 0.1mol 0.05mol=2 2 1,D正確;溶液中一定不含C 和N,因溶液呈電中性,則溶液中一定含有S,C錯誤。3O4H4H4H23O3O24O5.下列離子方程式書寫正確的是()A.顯藍色的淀粉溶液中通入足量SO2后變成無色溶液:I2+SO2+2H2O2I-+S+4H+B.已知電離平衡常數(shù):H2CO3HClOHC,向NaClO溶液中通入少量二氧化碳:2ClO-+CO2+H2O2HClO+CC.NH4HCO3溶液與過量NaOH溶液反應:N+OH-NH3+H2OD.FeI2溶液中通入少量C

12、l2:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-24O3O23O4H答案A碘水與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應:I2+SO2+2H2O2I-+S+4H+,A正確;根據(jù)電離平衡常數(shù):H2CO3HClOHC,則向NaClO溶液中通入少量二氧化碳應生成HC,B錯誤;NH4HCO3溶液與過量NaOH溶液反應,HC會與氫氧化鈉反應生成C,C錯誤;I-的還原性強于Fe2+,故Cl2先和I-反應再與Fe2+反應,D錯誤。24O3O3O3O23O6.將22.4g鐵粉逐漸加入到含HNO30.8mol的硝酸溶液中,反應生成的氣體的物質(zhì)的量(假設HNO3的還原產(chǎn)物只有NO)隨消耗鐵粉的物質(zhì)的量的變化關(guān)系中正確的是()答案C首先發(fā)

13、生的反應為Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O,再發(fā)生反應Fe+2Fe(NO3)33Fe(NO3)2,通過計算,可得出C項正確。7.(2016安徽蕪湖模擬)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol鐵粉,經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應是()A.鐵溶解,析出0.01molAg和0.005molCuB.鐵溶解,析出0.01molAg并放出H2C.鐵溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Fe3+D.鐵溶解,析出0.01molAg,溶液中不再有Cu2+答案C溶液中離子的氧化性:Ag+Fe3+Cu2+H+,加入0.

14、01molFe時依次發(fā)生如下反應:Fe+2Ag+2Ag+Fe2+0.005mol0.01mol0.01molFe+2Fe2+3Fe2+0.005mol0.01mol所以鐵完全溶解,析出0.01molAg,溶液中Fe3+恰好完全反應,Cu2+和H+未參與反應。8.將足量Cl2緩緩通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中。在此過程中溶液的pH與Cl2用量的關(guān)系示意圖是(溶液體積變化忽略不計,且不考慮Cl2與水反應)()答案A因H2SO3的還原性強于HBr的還原性,故Cl2先氧化H2SO3:H2SO3+Cl2+H2OH2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl是強酸,故溶液

15、的pH下降;當H2SO3完全反應后,發(fā)生反應Cl2+2HBrBr2+2HCl,溶液的pH不再改變。9.往含F(xiàn)e3+、H+、N的混合液中加入少量S,充分反應后,下列表示該反應的離子方程式正確的是()A.2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+B.2H+SH2O+SO2C.2H+2N+3S3S+2NO+H2OD.2Fe3+3S+3H2O2Fe(OH)3+3SO23O23O23O24O23O3O23O24O23O答案C此題看上去似乎4個選項都可能發(fā)生,但我們知道氧化還原反應優(yōu)先于非氧化還原反應,因此B、D不正確。那么S是先與Fe3+反應還是先與H+、N反應呢?可以用“假設法”進行判斷。如果先與Fe3

16、+反應,則生成的Fe2+又會與H+、N反應,所以S應先與H+、N反應,故應選C。23O3O3O23O3O10.已知溶液中,還原性:HSI-,氧化性:II2S。在含有3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入KIO3和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示,則下列說法中錯誤的是() A.a點時NaHSO3過量B.b點時還原產(chǎn)物為碘離子C.b點到c點,KIO3與NaHSO3反應生成單質(zhì)碘D.加入的KIO3為0.4mol或1.12mol時,反應后溶液中碘離子均為0.4mol3O3O24O答案C因為還原性:HSI-,氧化性:II2S,故該反應按照如下順序進行:3HS+I3S+I-+3H+(此處只

17、能生成I-,因為還原性HSI-)、I+5I-+6H+3I2+3H2O。A項,此處只能是NaHSO3過量,正確;B項,b點時還原產(chǎn)物是碘離子,b點后就變?yōu)榈鈫钨|(zhì)了,正確;C項,b點到c點,KIO3與碘離子反應生成單質(zhì)碘,錯誤;D項,加入的KIO3為0.4mol,根據(jù)反應方程式3HS+I3S+I-+3H+可知,生成I-0.4mol,當加入的KIO3為1mol時,此時HS已經(jīng)全部被氧化,生成I-為1mol,再加入0.12molKIO3時,又發(fā)生反應I+5I-+6H+3I2+3H2O,此時消耗I-0.6mol,故最終剩余I-為0.4mol,正確。3O3O24O3O3O24O3O3O3O3O24O3O3O