高中化學(xué)——離子反應(yīng)順序

1、高考熱點離子反應(yīng)先后次序的探究摘要：針對近年高考中離子反應(yīng)先后問題失分嚴(yán)重的問題,總結(jié)了離子反應(yīng)先后的類型及判斷原則，既有利于學(xué)生鞏固、掌握基礎(chǔ)知識，又有利于學(xué)生解決問題。關(guān)鍵詞：離子反應(yīng)條件 電離平衡 離子反應(yīng)先后次序離子方程式的書寫與離子共存是近年各省高考題中的熱點及難點,幾乎成為必考題型，如： (07高考江蘇) 第9題，（05高考廣東）第6題，（05全國卷四川考題）第13題，此類題型，看似容易，可得分率并不高，究其原因，有相當(dāng)一部份失誤體現(xiàn)在離子反應(yīng)的先后問題，此為學(xué)生在離子反應(yīng)知識上的又一盲點所在，如何解決離子反應(yīng)中的先后次序問題，不僅牽涉復(fù)分解型離子反應(yīng)條件，也牽涉到氧化還原型離子反

2、應(yīng)及電離平衡等知識點，由于學(xué)科內(nèi)綜合性較強，學(xué)生很難真正解決此類問題。目前高考考查的離子反應(yīng)的先后問題，主要集中在兩個考點：復(fù)分解型離子反應(yīng)先后問題及氧化還原型離子反應(yīng)的先后問題。筆者對此類問題經(jīng)過認(rèn)真探討，仔細(xì)推敲，總結(jié)出了解決此類問題的基本原則及思路，在教學(xué)中推廣，效果很好，現(xiàn)拿出來與大家一起分享。一     復(fù)分解型離子反應(yīng)的先后次序問題此類問題討論的溶液中有多個不同離子與同一個離子均可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，既包含多個陰離子與同一陽離子，也包含多個陽離子與同一陰離子反應(yīng)，還包含不同陰、陽離子與同一離子的反應(yīng)（如NH4HCO3與NaOH）這些離子有無先后反

3、應(yīng)問題？若有，將遵循什么原則？例1：在CH3COONa，NaHCO3，C6H5ONa的混合溶液中，逐滴加入鹽酸，請依次寫出各步離子方程式。解析：根據(jù)離子反應(yīng)條件，生成沉淀、氣體、難電離的物質(zhì)方可發(fā)生離子反應(yīng)，CH3COO-，HCO3-，C6H5O-均可與H+生成難電離的弱電質(zhì)而發(fā)生反應(yīng)，這三個離子反應(yīng)有無先后次序呢？有的，因為HCl是逐滴滴入的，所以H+濃度逐漸增大，只有最弱的電解質(zhì)酸根C6H5O-最先與溶液中H+達到電離平衡開始生成弱電解質(zhì)，所以得出生成的電解質(zhì)越弱、越難電離，則該離子反應(yīng)最先發(fā)生。由于酸性順序是：CH3COOH>H2CO3>C6H5OH，三個離子反應(yīng)的順序應(yīng)為：

4、   C6H5O-+H+=C6H5OH   HCO3-+H+=H2CO3   CH3COO-+H+=CH3COOH同理，可解析NH4HCO3與NaOH反應(yīng)時，應(yīng)為HCO3-先反應(yīng)，NH4+后反應(yīng)，原因:HCO3-+OH-=CO32-+H2ONH4+OH-=NH3·H2O由于生成的H2O比NH3·H2O更難電離，所以HCO3-與OH-優(yōu)先反應(yīng)。故有，NaOH少量時：HCO3-+OH-=CO32-+H2O NaOH過量時：NH4+HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O所以復(fù)分解型離子反應(yīng)的先

5、后原則為：生成的電解質(zhì)越弱越優(yōu)先反應(yīng)，同理，生成的沉淀溶解度越小，越優(yōu)先反應(yīng)，但有時也要考慮離子共存（例如雙水解）的影響。比如：例2：在含有NH4+、Al3+、H+、Mg2+溶液中逐滴滴入NaOH，請依次寫出各步離子方程式。解析：根據(jù)離子反應(yīng)條件，上述離子均能與OH-反應(yīng)生成難電離的物質(zhì)及沉淀而反應(yīng)，但存存先后問題，由于H2O是極弱的電解質(zhì)，高中化學(xué)所學(xué)最弱的電解質(zhì)（且H+與Mg(OH)2及Al(OH)3不共存），故H+優(yōu)先其他離子與OH-反應(yīng)，Mg2+與Al3+優(yōu)先NH4+反應(yīng)，因為更難電離或者可解釋為NH4+生成的NH3·H2O又可Mg2+及Al3+反應(yīng)后又變成NH4+，由于Al

6、(OH)3更弱更難溶，所以Al3+優(yōu)先Mg2+反應(yīng)，Mg2+優(yōu)先NH4+反應(yīng)，此時除了剩下的NH4+與可與OH-反應(yīng)外，還有生成的Al(OH)3也可與OH-反應(yīng)，哪一個優(yōu)先反應(yīng)呢？可借助雙水解判斷。假設(shè)Al(OH)3先反應(yīng)，則生成的AlO2-與NH4+又發(fā)生水解而不能共存，重新生成Al(OH)3及NH3·H2O，所以NH4+先反應(yīng)，Al(OH)3后反應(yīng)。故先后發(fā)生的離子反應(yīng)依次為：H+OH-=H2OAl3+3OH-=Al(OH)3Mg2+2OH-=Mg(OH)2NH4+OH-=NH3·H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O二   &

7、#160; 氧化還原型離子反應(yīng)的先后次序此類問題討論對象是氧化還原型離子反應(yīng)，當(dāng)體系中有多個還原劑與同一氧化劑，或多個氧化劑與同一還原劑發(fā)生反應(yīng)時，反應(yīng)有無先后次序，如有遵循什么原則？下面我們來探討這個問題：例3（原創(chuàng)題）:1mol/LFeBr2、1mol/L或FeI2混和液1L，通入0.5molCl2，溶液中的主要離子（以下均忽略水的電離）_，通入2molCl2，溶液中主要離子_，通入3molCl2，溶液中主要離子_。解析：混和液中的離子：2molFe2+，2molBr-，2molI-均可與Cl2反應(yīng)，三種離子還原性順序：I->Fe2+>Br-，所以先后原則為還原性強的優(yōu)先反應(yīng)。

8、所以,2molI-先反應(yīng)，失2mole-,2molFe2+接著反應(yīng)，再失2mole-,最后2molBr-反應(yīng)，又失2mole-通入0.5molCl2，得1mole-，I-未反應(yīng)完（其他離子未反應(yīng)）所以溶液中離子：I-、Fe2+、Br- 、Cl-通入2molCl2，得4mole-，I-及Fe2+反應(yīng)后，Br-未反應(yīng)，所以溶液中離子：Fe3+、Br-、Cl-通入3molCl2，得6mole-，I-、Fe2+及Br-全部反應(yīng)，所以溶液中離子：Fe3+、Cl-例4：把鐵與銅的合金放入稀硝酸中，反應(yīng)過濾后，濾出的固體物質(zhì)投入鹽酸中無氣體放出，則濾液里一定含有的金屬鹽是（）A.Cu(NO3)2B.Fe(N

9、O3)3C.Fe(NO3)2D.Cu(NO3)2和Fe(NO3)2解析：鐵銅合金與稀硝酸反應(yīng)有著先后反應(yīng)的次序問題：鐵還原性強于銅，優(yōu)先反應(yīng)，故有以下反應(yīng)依次發(fā)生：     3Fe+8H+2NO3-=Fe2+2NO+4H2O(有銅存在，產(chǎn)物只能為Fe2+，原因：2Fe3+Cu2+=2Fe2+Cu2+)     3Cu+8H+2NO3-=Cu2+2NO+4H2O     3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O由于溶液中有固體且與鹽酸混和無氣體，該固體一定是Cu，反應(yīng)

10、只到剛好完成或，未結(jié)束，未發(fā)生，所以無Fe(NO3)3，B選項錯誤；一定發(fā)生，所以Fe(NO3)2一定有，C正確，可能發(fā)生，所以Cu(NO3)2可能有，A選項不正確。故本題選C。例5：向含有KI、NaBr的水溶液中通入一定量的氯氣，將所得溶液蒸干并灼燒，所得固體物質(zhì)不可能的是：AKCl、 NaBr BKCl、NaCl C.KI、NaClD.KCl、NaBr、NaCl【解析】 I-、Br-與氯氣先后發(fā)生反應(yīng)，I-優(yōu)先反應(yīng)，故C不可能。本題選C。因此氧化還原的離子反應(yīng)先后的原則：還原性強的微粒或氧化性強的微粒優(yōu)先反應(yīng)。常見離子還原性及氧化性順序（放電順序）：陽離子氧化性：Ag+>Fe3+&g

11、t;Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陰離子還原性：S2->I->SO32->Br->Cl->OH->含氧酸根三     其他反應(yīng)先后次序問題除了上述離子反應(yīng)有先后順序外，一些普通反應(yīng)也有先后次序。比如：例6:Na2O2粉末與過量NaHCO3于密閉容器中高溫加熱，充分反應(yīng)后排出生成氣體，則剩余的固體為：ANa2CO3B.NaOH C.Na2CO3與NaOH D.NaHCO3解析：NaHCO3熱不穩(wěn)

12、定，2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2充分反應(yīng)，無NaHCO3剩作，D錯誤，但生成的H2O及CO2都與Na2O2反應(yīng)，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2固體產(chǎn)物有可能是NaOH及Na2CO3，但由于Na2O2不足量，所以須討論CO2、H2O與Na2O2是同時反應(yīng)，還是先后反應(yīng)，若同時反應(yīng)或H2O先反應(yīng)，則答案為C；若CO2先反應(yīng)，則答案為A，下面就來解決反應(yīng)順序問題。設(shè)H2O先反應(yīng)，則生成的NaOH又會與CO2反應(yīng)：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，先消耗水，再生成水，結(jié)果相當(dāng)H2O催化劑作用。結(jié)論CO2優(yōu)先反應(yīng)，H2O后反應(yīng)

13、。故該題答案只能A，因為CO2過量，H2O無機會反應(yīng)。此題先后問題只是理論計算上的一種要求。例7： KOH與Ca(OH)2溶液中通入CO2，生成的沉淀先增多，再不變，再減少至消失，請寫出各階段反應(yīng)：解析：混和液通入CO2，KOH與Ca(OH)2都與CO2反應(yīng)，有無先后問題呢？2KOH+CO2K2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O假設(shè)KOH先反應(yīng)，生的K2CO3又會與Ca(OH)2反應(yīng)K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2KOHKOH先消耗，再生成，相當(dāng)于催化劑，催化Ca(OH)2與CO2反應(yīng)，故Ca(OH)2與CO2反應(yīng)優(yōu)先，該反應(yīng)結(jié)束后，溶液中除了KOH與CO2反

14、應(yīng)外，還有CaCO3可與CO2反應(yīng)，2KOH+CO2K2CO3+H2O CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2這兩個反應(yīng)有無先后問題呢？假設(shè)CaCO3與CO2先反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2與KOH反應(yīng)，重新生成CaCO3,Ca(HCO3)2+2KOH=CaCO3+K2CO3+2H2O此時，CaCO3又起到催化作用，催化KOH與CO2作用，故KOH與CO2反應(yīng)優(yōu)先此時，通入CO2除了與CaCO3反應(yīng)外，還會與生成的K2CO3反應(yīng)，有無先后問題呢？CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 K2CO3+H2O+CO22KHCO3假設(shè)CaCO3與CO2先反應(yīng)，生成的Ca(HCO3)2

15、又會與K2CO3反應(yīng)，Ca(HCO3)2+K2CO3=CaCO3+2KHCO3此時，CaCO3又起到催化作用，催化K2CO3與CO2作用，故K2CO3與CO2反應(yīng)優(yōu)先最后才是CaCO3與CO2反應(yīng)。故三階段4個反應(yīng)依次如下：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O(沉淀生成階段)2KOH+CO2K2CO3+H2OK2CO3+H2O+CO22KHCO3（此二個反應(yīng)為沉淀不變階段）aCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 （此階段為沉淀減少到消失階段）例6及例7的兩個先后問題，實際上可能并無真正的先后，只是理論計算上的一種需要結(jié)論：對于某些化學(xué)過程，可以根據(jù)理論計算的要求人為的定出先后（根據(jù)

16、反應(yīng)總結(jié)果），方便計算。最后，我們來解決上述三個高考題：（07高考江蘇卷）9下列離子方程式書寫正確的是 A過量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH=SO32+H2O BFe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液：2Fe3+2I=2Fe2+I2 CNaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4+5NO2+6H=2Mn2+5NO3+3H2O DNaHCO3溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：2HCO3+Ba2+2OH=BaCO3+2H2O+CO32解析：B 選項考察離子反應(yīng)的先后問題，由于NO3（H+）氧化性強于Fe2+，所以先是NO3（H+）與I反應(yīng)，然后才是Fe3+與I反應(yīng)，由于HI過

17、量，所以兩種氧化性離子都反應(yīng)了，故B錯誤。A選項由于SO2過量，產(chǎn)物為HSO3，所以A錯誤；D選項由于Ba(OH)2過量，所以Ba2+與OH-的配比應(yīng)為1：1，即HCO3+Ba2+OH=BaCO3+H2O ，所以D錯誤，故本題選C（05高考廣東卷）6下列反應(yīng)離子方程式正確的是 A向氯化鋁溶液中加入過量氫氧化鈉溶液：Al3+ + 4OH = AlO2 + 2H2O B向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳：CO2 + H2O + 2C6H5O2C6H5OH + CO32 C向小蘇打溶液中加入醋酸溶液：HCO3 + H+ = CO2+ H2O D向溴化亞鐵溶液中通入過量氯氣：Fe2+ + 2Br + 2Cl2 = Fe3+ + Br2 + 4Cl解析：D選項FeBr2與Cl2反應(yīng)，F(xiàn)e2+、Br-均可與Cl2反應(yīng)，F(xiàn)e2+先，Br-后，但由于Cl2過量，所以Fe2+及Br-都參與反應(yīng)，D參與反應(yīng)的離子種類正確，但配平錯誤，電荷不守恒B選項產(chǎn)物應(yīng)為HCO3-，C選項CH3COOH是弱酸，不可拆，所以B、C錯誤，故本題選A（05四川）13能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是A 甲酸鈉溶液和鹽酸反應(yīng)：HCOOHHCOOHB 硫化鈉的第一步水解：S22H2OH2S2OHC 醋酸鋇溶液和硫酸反應(yīng)：Ba2SO42BaSO4D 氫氧化鈣溶液和碳酸氫鎂反應(yīng)：Ca2OH