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1、高考热点离子反应先后次序得探究摘要:针对近年高考中离子反应先后问题失分严重得问题,总结了离子反应先后得类型及判断原则,既有利于学生巩固、掌握基础知识,又有利于学生解决问题。关键词:离子反应条件 电离平衡 离子反应先后次序离子方程式得书写与离子共存就是近年各省高考题中得热点及难点,几乎成为必考题型,如: (07高考江苏) 第9题,(05高考广东)第6题,(05全国卷四川考题)第13题,此类题型,瞧似容易,可得分率并不高,究其原因,有相当一部份失误体现在离子反应得先后问题,此为学生在离子反应知识上得又一盲点所在,如何解决离子反应中得先后次序问题,不仅牵涉复分解型离子反应条件,也牵涉到氧化还原型离子
2、反应及电离平衡等知识点,由于学科内综合性较强,学生很难真正解决此类问题。目前高考考查得离子反应得先后问题,主要集中在两个考点:复分解型离子反应先后问题及氧化还原型离子反应得先后问题。笔者对此类问题经过认真探讨,仔细推敲,总结出了解决此类问题得基本原则及思路,在教学中推广,效果很好,现拿出来与大家一起分享。一. 复分解型离子反应得先后次序问题此类问题讨论得溶液中有多个不同离子与同一个离子均可发生复分解反应,既包含多个阴离子与同一阳离子,也包含多个阳离子与同一阴离子反应,还包含不同阴、阳离子与同一离子得反应(如NH4HCO3与NaOH)这些离子有无先后反应问题？若有,将遵循什么原则？例1:在CH3
3、COONa,NaHCO3,C6H5ONa得混合溶液中,逐滴加入盐酸,请依次写出各步离子方程式。解析:根据离子反应条件,生成沉淀、气体、难电离得物质方可发生离子反应,CH3COO-,HCO3-,C6H5O-均可与H+生成难电离得弱电质而发生反应,这三个离子反应有无先后次序呢？有得,因为HCl就是逐滴滴入得,所以H+浓度逐渐增大,只有最弱得电解质酸根C6H5O-最先与溶液中H+达到电离平衡开始生成弱电解质,所以得出生成得电解质越弱、越难电离,则该离子反应最先发生。由于酸性顺序就是:CH3COOHH2CO3C6H5OH,三个离子反应得顺序应为: C6H5O-+H+=C6H5OH HCO3-+H+=H
4、2CO3 CH3COO-+H+=CH3COOH同理,可解析NH4HCO3与NaOH反应时,应为HCO3-先反应,NH4+后反应,原因:HCO3-+OH-=CO32-+H2ONH4+OH-=NH3H2O由于生成得H2O比NH3H2O更难电离,所以HCO3-与OH-优先反应。故有,NaOH少量时:HCO3-+OH-=CO32-+H2O NaOH过量时:NH4+HCO3-+2OH-=NH3H2O+CO32-+H2O所以复分解型离子反应得先后原则为:生成得电解质越弱越优先反应,同理,生成得沉淀溶解度越小,越优先反应,但有时也要考虑离子共存(例如双水解)得影响。比如:例2:在含有NH4+、Al3+、H+
5、、Mg2+溶液中逐滴滴入NaOH,请依次写出各步离子方程式。解析:根据离子反应条件,上述离子均能与OH-反应生成难电离得物质及沉淀而反应,但存存先后问题,由于H2O就是极弱得电解质,高中化学所学最弱得电解质(且H+与Mg(OH)2及Al(OH)3不共存),故H+优先其她离子与OH-反应,Mg2+与Al3+优先NH4+反应,因为更难电离或者可解释为NH4+生成得NH3H2O又可Mg2+及Al3+反应后又变成NH4+,由于Al(OH)3更弱更难溶,所以Al3+优先Mg2+反应,Mg2+优先NH4+反应,此时除了剩下得NH4+与可与OH-反应外,还有生成得Al(OH)3也可与OH-反应,哪一个优先反
6、应呢？可借助双水解判断。假设Al(OH)3先反应,则生成得AlO2-与NH4+又发生水解而不能共存,重新生成Al(OH)3及NH3H2O,所以NH4+先反应,Al(OH)3后反应。故先后发生得离子反应依次为: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得先后次序此类问题讨论对象就是氧化还原型离子反应,当体系中有多个还原剂与同一氧化剂,或多个氧化剂与同一还原剂发生反应时,反应有无先后次序,如有遵循什么原则？下面我们来探讨这个问题:例3(原创题):1mol/LFeB
7、r2、1mol/L或FeI2混与液1L,通入0、5molCl2,溶液中得主要离子(以下均忽略水得电离)_,通入2molCl2,溶液中主要离子_,通入3molCl2,溶液中主要离子_。解析:混与液中得离子:2molFe2+,2molBr-,2molI-均可与Cl2反应,三种离子还原性顺序:I-Fe2+Br-,所以先后原则为还原性强得优先反应。所以,2molI-先反应,失2mole-,2molFe2+接着反应,再失2mole-,最后2molBr-反应,又失2mole-通入0、5molCl2,得1mole-,I-未反应完(其她离子未反应)所以溶液中离子:I-、Fe2+、Br- 、Cl-通入2molC
8、l2,得4mole-,I-及Fe2+反应后,Br-未反应,所以溶液中离子:Fe3+、Br-、Cl-通入3molCl2,得6mole-,I-、Fe2+及Br-全部反应,所以溶液中离子:Fe3+、Cl-例4:把铁与铜得合金放入稀硝酸中,反应过滤后,滤出得固体物质投入盐酸中无气体放出,则滤液里一定含有得金属盐就是()A、Cu(NO3)2B、Fe(NO3)3C、Fe(NO3)2D、Cu(NO3)2与Fe(NO3)2解析:铁铜合金与稀硝酸反应有着先后反应得次序问题:铁还原性强于铜,优先反应,故有以下反应依次发生: 3Fe+8H+2NO3-=Fe2+2NO+4H2O(有铜存在,产物只能为Fe2+,原因:2
9、Fe3+Cu2+=2Fe2+Cu2+) 3Cu+8H+2NO3-=Cu2+2NO+4H2O 3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O由于溶液中有固体且与盐酸混与无气体,该固体一定就是Cu,反应只到刚好完成或,未结束,未发生,所以无Fe(NO3)3,B选项错误;一定发生,所以Fe(NO3)2一定有,C正确,可能发生,所以Cu(NO3)2可能有,A选项不正确。故本题选C。例5:.向含有KI、NaBr得水溶液中通入一定量得氯气,将所得溶液蒸干并灼烧,所得固体物质不可能得就是:A.KCl、 NaBr B.KCl、NaCl C、KI、NaClD、KCl、NaBr、NaCl【解析】 I-、Br-
10、与氯气先后发生反应,I-优先反应,故C不可能。本题选C。因此氧化还原得离子反应先后得原则:还原性强得微粒或氧化性强得微粒优先反应。常见离子还原性及氧化性顺序(放电顺序):阳离子氧化性:Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴离子还原性:S2-I-SO32-Br-Cl-OH-含氧酸根三. 其她反应先后次序问题除了上述离子反应有先后顺序外,一些普通反应也有先后次序。比如:例6:Na2O2粉末与过量NaHCO3于密闭容器中高温加热,充分反应后排出生成气体,则剩余得固体为:A.Na2CO3B、NaOH C、Na2CO3与NaOH D、NaHCO3解
11、析:NaHCO3热不稳定,2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2充分反应,无NaHCO3剩作,D错误,但生成得H2O及CO2都与Na2O2反应,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2固体产物有可能就是NaOH及Na2CO3,但由于Na2O2不足量,所以须讨论CO2、H2O与Na2O2就是同时反应,还就是先后反应,若同时反应或H2O先反应,则答案为C;若CO2先反应,则答案为A,下面就来解决反应顺序问题。设H2O先反应,则生成得NaOH又会与CO2反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,先消耗水,再生成水,结果相当H2O催化剂作用。结论
12、CO2优先反应,H2O后反应。故该题答案只能A,因为CO2过量,H2O无机会反应。此题先后问题只就是理论计算上得一种要求。例7: KOH与Ca(OH)2溶液中通入CO2,生成得沉淀先增多,再不变,再减少至消失,请写出各阶段反应:解析:混与液通入CO2,KOH与Ca(OH)2都与CO2反应,有无先后问题呢？2KOH+CO2K2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O假设KOH先反应,生得K2CO3又会与Ca(OH)2反应K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2KOHKOH先消耗,再生成,相当于催化剂,催化Ca(OH)2与CO2反应,故Ca(OH)2与CO2反应优先,该反应结束
13、后,溶液中除了KOH与CO2反应外,还有CaCO3可与CO2反应,2KOH+CO2K2CO3+H2O CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2这两个反应有无先后问题呢？假设CaCO3与CO2先反应,则生成得Ca(HCO3)2与KOH反应,重新生成CaCO3,Ca(HCO3)2+2KOH=CaCO3+K2CO3+2H2O此时,CaCO3又起到催化作用,催化KOH与CO2作用,故KOH与CO2反应优先此时,通入CO2除了与CaCO3反应外,还会与生成得K2CO3反应,有无先后问题呢？CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 K2CO3+H2O+CO22KHCO3假设CaCO3与CO2先
14、反应,生成得Ca(HCO3)2又会与K2CO3反应,Ca(HCO3)2+K2CO3=CaCO3+2KHCO3此时,CaCO3又起到催化作用,催化K2CO3与CO2作用,故K2CO3与CO2反应优先最后才就是CaCO3与CO2反应。故三阶段4个反应依次如下:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O(沉淀生成阶段)2KOH+CO2K2CO3+H2OK2CO3+H2O+CO22KHCO3(此二个反应为沉淀不变阶段)aCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 (此阶段为沉淀减少到消失阶段)例6及例7得两个先后问题,实际上可能并无真正得先后,只就是理论计算上得一种需要结论:对于某些化学过程,可以根据
15、理论计算得要求人为得定出先后(根据反应总结果),方便计算。最后,我们来解决上述三个高考题:(07高考江苏卷)9.下列离子方程式书写正确得就是 A.过量得SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH=SO32+H2O B.Fe(NO3)3溶液中加入过量得HI溶液:2Fe3+2I=2Fe2+I2 C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO4+5NO2+6H=2Mn2+5NO3+3H2O D.NaHCO3溶液中加入过量得Ba(OH)2溶液:2HCO3+Ba2+2OH=BaCO3+2H2O+CO32解析:B 选项考察离子反应得先后问题,由于NO3(H+)氧化性强于Fe2+,所以先就是NO3(H+)与I反应,然后才就是Fe3+与I反应,由于HI过量,所以两种氧化性离子都反应了,故B错误。A选项由于SO2过量,产物为HSO3,所以A错误;D选项由于Ba(OH)2过量,所以Ba2+与OH-得配比应为1:1
