化學(xué)課標(biāo)版專題講座一競(jìng)爭(zhēng)型離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)突破如果溶液中存在多種離子,則相互之間發(fā)生反應(yīng)的可能有多種,此時(shí)溶液中可能發(fā)生“平行反應(yīng)”,也可能發(fā)生“競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)”。“平行反應(yīng)”是指離子之間同時(shí)反應(yīng)互不影響,而“競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)”是指各個(gè)反應(yīng)要按照一定的順序完成。常見(jiàn)類(lèi)型:(1)一種氧化劑(還原劑)與多種還原劑(氧化劑)反應(yīng),如把Cl2通入含有I-、Br-、Fe2+的溶液中,按照還原能力由強(qiáng)到弱的順序,I-優(yōu)先反應(yīng),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(yīng),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(qiáng)到弱的順序NaOH優(yōu)先反應(yīng),其次是Na2CO3,最后是NaHCO3。(3)若某一溶液中同時(shí)存在幾種能與所加試劑形成沉淀的離子,則溶解度(嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)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(yīng)優(yōu)先生成Fe(OH)3沉淀,而不是Al(OH)3沉淀。(4)互相促進(jìn)水解的反應(yīng)與復(fù)分解反應(yīng)如果既符合發(fā)生互相促進(jìn)水解反應(yīng)的條件,同時(shí)又符合直接發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件,究竟發(fā)生哪個(gè)反應(yīng),要比較生成物的溶解度的大小。典例1寫(xiě)出在硫酸鋁銨溶液中加入少量氫氧化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)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,當(dāng)加入少量的Ba(OH)2溶液時(shí),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(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。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(yīng)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(guò)量,按反應(yīng)的先后順序,寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:已知25時(shí),KspMg(OH)2=5.6110-12,KspAl(OH)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(yīng)。如果N先與OH-反應(yīng),則生成NH3H2O,但是NH3H2O又會(huì)與Al3+、Mg2+反應(yīng)生成N,故OH-會(huì)先與Al3+、Mg2+反應(yīng),再與N反應(yīng);由于Al(OH)3的Ksp遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Mg(OH)2的Ksp,故Al3+優(yōu)先與OH-反應(yīng);當(dāng)Al3+、Mg2+都轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋頃r(shí),如果Al(OH)3與OH-首先反應(yīng)生成Al,而N與Al又能互相促進(jìn)水解,重新生成Al(OH)3沉淀,因此N優(yōu)先與OH-反應(yīng)生成NH3H2O,最后Al(OH)3與OH-發(fā)生反應(yīng)。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(yīng)依次為Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl、2NaI+Cl22NaCl+I2、2NaBr+Cl22NaCl+Br2。將溶液蒸干時(shí)HCl、Br2會(huì)揮發(fā),灼燒時(shí)I2會(huì)升華。若通入的氯氣過(guò)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(xué)反應(yīng)體系與反應(yīng)先后順序判斷一致的是()答案DA項(xiàng),用假設(shè)法判斷,若H+最先與Al反應(yīng),生成氫氧化鋁,而氫氧化鋁與溶液中的OH-反應(yīng)生成Al,故A錯(cuò)。B項(xiàng),氯氣依次氧化I-、Fe2+、Br-,因?yàn)?Fe2+Br22Fe3+2Br-,故B錯(cuò)。C項(xiàng),氫氧化鋇先發(fā)生反應(yīng),因?yàn)樘妓徕浥c氫氧化鋇不能共存,故C錯(cuò)。D項(xiàng),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(yuǎn)大于Fe(OH)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?yàn)镵spAl(OH)3KspFe(OH)3,當(dāng)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(shí),開(kāi)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(yīng):Al+2H2O+NNH3H2O+Al(OH)3,現(xiàn)向濃度均為0.1molL-1的HCl、NH4Cl和AlCl3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溶液體積的關(guān)系,合理的是()2O4H答案D溶液中能與NaOH反應(yīng)的陽(yáng)離子有三種:H+、Al3+、N,酸堿中和先進(jìn)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(yīng):Al3+3OH-Al(OH)3、N+OH-NH3H2O、Al(OH)3+OH-Al+2H2O對(duì)于前兩個(gè)反應(yīng)的順序,可以用假設(shè)法:假定N+OH-NH3H2O先發(fā)生,由于存在:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N,所以實(shí)際應(yīng)該是Al3+3OH-Al(OH)3先進(jìn)行,選項(xiàng)D正確。4H4H2O4H4H4.某溶液中可能含有H+、Mg2+、N、Al3+、Fe3+、C、S、N中的幾種。若加入鋅粒,產(chǎn)生無(wú)色無(wú)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(shuō)法中不正確的是() A.溶液中的陽(yáng)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(kāi)始無(wú)沉淀,說(shuō)明溶液中含有H+,沉淀為白色,說(shuō)明不含F(xiàn)e3+;溶液中加入鋅粒生成無(wú)色無(wú)味氣體,則氣體為H2,溶液中一定不含N。溶液中含有H+,則一定不含CO2-3。根據(jù)圖像的變化趨勢(shì),可以確定:開(kāi)始無(wú)沉淀過(guò)程中,NaOH中和溶液中的H+,則n(H+)=0.1mol;n(NaOH)為0.10.5mol時(shí)為金屬離子沉淀過(guò)程;n(NaOH)為0.50.7mol時(shí)沉淀的量保持不變,應(yīng)為OH-與N發(fā)生反應(yīng),n(N)=0.2mol;n(NaOH)為0.70.8mol時(shí)沉淀部分溶解到不再發(fā)生變化,該過(guò)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(yáng)離子有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(cuò)誤。3O4H4H4H23O3O24O5.下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是()A.顯藍(lán)色的淀粉溶液中通入足量SO2后變成無(wú)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(guò)量NaOH溶液反應(yīng):N+OH-NH3+H2OD.FeI2溶液中通入少量Cl2:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-24O3O23O4H答案A碘水與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng):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(yīng)生成HC,B錯(cuò)誤;NH4HCO3溶液與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng),HC會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成C,C錯(cuò)誤;I-的還原性強(qiáng)于Fe2+,故Cl2先和I-反應(yīng)再與Fe2+反應(yīng),D錯(cuò)誤。24O3O3O3O23O6.將22.4g鐵粉逐漸加入到含HNO30.8mol的硝酸溶液中,反應(yīng)生成的氣體的物質(zhì)的量(假設(shè)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)生的反應(yīng)為Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O,再發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe(NO3)33Fe(NO3)2,通過(guò)計(jì)算,可得出C項(xiàng)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(yīng)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0.01molFe時(shí)依次發(fā)生如下反應(yīng):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(yīng),Cu2+和H+未參與反應(yīng)。8.將足量Cl2緩緩?fù)ㄈ牒?.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中。在此過(guò)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(jì),且不考慮Cl2與水反應(yīng))()答案A因H2SO3的還原性強(qiáng)于HBr的還原性,故Cl2先氧化H2SO3:H2SO3+Cl2+H2OH2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl是強(qiáng)酸,故溶液的pH下降;當(dāng)H2SO3完全反應(yīng)后,發(fā)生反應(yīng)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(yīng)后,下列表示該反應(yīng)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(gè)選項(xiàng)都可能發(fā)生,但我們知道氧化還原反應(yīng)優(yōu)先于非氧化還原反應(yīng),因此B、D不正確。那么S是先與Fe3+反應(yīng)還是先與H+、N反應(yīng)呢?可以用“假設(shè)法”進(jìn)行判斷。如果先與Fe3+反應(yīng),則生成的Fe2+又會(huì)與H+、N反應(yīng),所以S應(yīng)先與H+、N反應(yīng),故應(yīng)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(shuō)法中錯(cuò)誤的是() A.a點(diǎn)時(shí)NaHSO3過(guò)量B.b點(diǎn)時(shí)還原產(chǎn)物為碘離子C.b點(diǎn)到c點(diǎn),KIO3與NaHSO3反應(yīng)生成單質(zhì)碘D.加入的KIO3為0.4mol或1.12mol時(shí),反應(yīng)后溶液中碘離子均為0.4mol3O3O24O答案C因?yàn)檫€原性:HSI-,氧化性:II2S,故該反應(yīng)按照如下順序進(jìn)行:3HS+I3S+I-+3H+(此處只能生成I-,因?yàn)檫€原性HSI-)、I+5I-+6H+3I2+3H2O。A項(xiàng),此處只能是NaHSO3過(guò)量,正確;B項(xiàng),b點(diǎn)時(shí)還原產(chǎn)物是碘離子,b點(diǎn)后就變?yōu)榈鈫钨|(zhì)了,正確;C項(xiàng),b點(diǎn)到c點(diǎn),KIO3與碘離子反應(yīng)生成單質(zhì)碘,錯(cuò)誤;D項(xiàng),加入的KIO3為0.4mol,根據(jù)反應(yīng)方程式3HS+I3S+I-+3H+可知,生成I-0.4mol,當(dāng)加入的KIO3為1mol時(shí),此時(shí)HS已經(jīng)全部被氧化,生成I-為1mol,再加入0.12molKIO3時(shí),又發(fā)生反應(yīng)I+5I-+6H+3I2+3H2O,此時(shí)消耗I-0.6mol,故最終剩余I-為0.4mol,正確。3O3O24O3O3O24O3O3O3O3O24O3O3O