无机竞争反应学案

青龙一中2015届高三化学一轮复习导学案教师寄语：不为错误找理由，只为成功找方法1无机竞争反应学案【典例分析】下表所示的化学反应体系与反应先后顺序判断一致的是（）选项反应体系反应先后顺序判断A含等物质的量的AlO2-、OH－、CO32-的溶液，逐滴加入盐酸AlO2-、OH－、CO32-B含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液，缓慢通入氯气I－、Br－、Fe2＋C含等物质的量的Ba(OH)2、KOH的溶液，缓慢通入CO2KOH、Ba(OH)2D等物质的量的Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、H＋的溶液，加入锌粉Ag＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋1、公平竞争，强者胜1.1争夺电子反应氧化还原反应的先后规律：在浓度相近的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与还原性最强的还原剂作用，然后再与较弱还原剂反应；同理，同时含有几种氧化剂时，加入还原剂，则它先与溶液中氧化性最强的氧化剂反应。这个过程就是多种氧化剂或还原剂在反应中争夺电子的过程。例1（09全国卷Ⅱ13）含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（）A．x＝0.4a，2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-B．x＝0.6a，2Br-+Cl2＝Br2+2Cl-C．x=a，2Fe2＋+2Br-+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－D．x=1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－竞争电子反应也可延伸到原电池的电极判断和电解池中的电极产物判断。对于原电池而言通常就是两种还原剂（金属电极）遇到了一种氧化剂（通常为电解质溶液），还原性强的金属先失电子给电解质离子成为负极。对于电解池而言，当电子由电源的负极流入到阴极时，溶液中得电子能力最强的氧化剂（通常为电解质中阳离子）在阴极上优先反应；当阳极的电子流回到电源的正极时，溶液中失电子能力最强的还原剂（通常为活性电极和电解质中阴离子）在阳极上优先反应。因此原电池的电极判断和电解池中电解产物的确定实际上就是氧化还原中先后规律的具体应用。例2（08年全国理综I·13）电解100mL含c(H＋)=0.30mol·L－1的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A．0.10mol·L－1Ag＋B．0.20mol·L－1Zn2＋C．0.20mol·L－1Cu2＋D．0.20mol·L－1Pb2＋1．2争夺质子反应青龙一中2015届高三化学一轮复习导学案教师寄语：不为错误找理由，只为成功找方法2在酸碱盐溶液的反应中，当溶液中有多种离子都能与H+或OH-反应时，随着酸或碱的加入，溶液中离子在进行着争夺H+或OH-大战，这个过程遵循的原则是：谁结合H+或OH-能力强，谁先反应。即酸越弱，结合OH-能力越弱，而对应酸根则结合H+能力就越强；碱越弱，结合H+能力越弱，而碱的阳离子则结合OH—能力就越强。所以对这块知识的理解转化为对相应物质酸碱性强弱的判断。例3（08年上海化学·31）达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。取该碱式盐3.01g，加入2.0mol·L－1盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比。竞争质子反应也可延伸到多种弱离子水解能力强弱的比较。盐的水解过程就是弱离子结合水电离出来的氢离子或氢氧根离子，促进水的电离平衡过程。盐离子越弱，结合水电离出的氢离子或氢氧根离子能力就越强，这就是“越弱越水解”。例4：（09上海6题）根据右表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、3NaHCO混合溶液中，各种离子浓度关系正确的是A.c(HCO3-)c(ClO-)c(OH-)B.c(ClO-)c(HCO3-)c(H+)C.c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(ClO-)+c(OH-)1.3争夺沉淀试剂竞争反应也存在于沉淀反应中。当一种沉淀试剂与溶液中多种离子发生沉淀反应时，其顺序为：物质的溶解度越小，则对应的离子越先沉淀。这个过程也就是离子竞争沉淀试剂的过程。例5（2009山东卷28）（3）在25℃下，向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为____________。（已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。）2不公平竞争，劣者胜“狭路相逢，强者胜”，是在反应物的浓度相差不大的前提下成立的。当反应物的浓度相差很大，在不公平的竞争下是否可能出现“劣者胜”的现象呢？2．1常见的“不公平”竞争反应电解池中阳离子放电顺序为：Cu2+H+Pb2+……Zn2+H+(H2O)Al3+，氢离子有两个放电位置，前者是酸中H+放电，后者指水中H+放电，这和溶液中氢离子的浓度有关。对于氧化剂而言，当氧化剂的浓度大大降低时，它的氧化能力会明显减弱。水电离出的氢离子是微弱的，因此水中氢离子放电能力排到了锌离子后面。由此可知，在比较物质氧化性强弱时，通常应在浓度相近时进行，否则，由于“不公平待遇”可能造成不具可比性。这种现象在钢铁的电化学腐蚀中也得到体现。钢铁的电化学腐蚀包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀：酸性较弱下主要是吸氧腐蚀，析氢腐蚀在酸性较强的环境中产生。产生这种现象的原因是在酸性条件下，由于氢离子浓度增大，氧化性增强，出现了氧化能力大于溶解氧的氧化能力而优先得电子产生氢气。同样，当一种沉淀试剂遇到了多种浓度相差悬殊的离子时，可能出现溶解度大的物质先沉淀，也可以出现“易溶制难溶”的反常现象。青龙一中2015届高三化学一轮复习导学案教师寄语：不为错误找理由，只为成功找方法3例6：（2009浙江卷10）已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF22．2产生“劣者胜”的原因这些不公平竞争反应从定性的角度来看，就是哲学思想中的“量变到质变”。“量变到质变”体现在反应中比较抽象，学生不易理解，我们可以通过定量的方式使抽象问题具体化。从定量的角度来看，大部分的化学反应都存在一定的可逆性，对于溶液中的反应，当温度不变的情况下，改变反应体系中的离子浓度有可能会改变反应发生的方向。即控制溶液中的浓度熵（QC）小于平衡常数（K）时，反应就可以朝正向进行；反之，则朝逆方向进行。如例6中我们通过计算发现，只要F-浓度足够大就可以实现Mg(OH)2转化为MgF2。当然通过计算也可以发现只有反应能力相差不大的离子，在一定条件下反应可能逆转，而能力悬殊特别大也是很难逆转的。如Cu(OH)2（Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20）则不能转化为Mg(OH)2（Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12），若要实现转化，则c(Cu2+)/c(Mg2+)2.55×108，这是不现实的。【巩固练习】1、写出在硫酸铝铵溶液中加入少量氢氧化钡溶液的离子方程式：_______________________。2、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()3、少量NaOH溶液滴入到NH4HCO3溶液中的离子方程式为________________________________________________________________________。4、向NH4Cl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，按反应的先后顺序，写出有关反应的离子方程式：(1)_______________________________________________________________________，________________________________________________________________________。(2)_______________________________________________________________________。(3)_______________________________________________________________________。5、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铁粉，经搅拌后发生的变化应是()青龙一中2015届高三化学一轮复习导学案教师寄语：不为错误找理由，只为成功找方法4A．铁溶解，析出0.01molAg和0.005molCuB．铁溶解，析出0.01molAg并放出H2C．铁溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Fe3＋D．铁溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Cu2＋6、将足量Cl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2用量的关系示意图是(溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与水反应)()7、向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体物质的组成可能是()A．NaCl、Na2SO4B．NaBr、Na2SO4C．NaCl、Na2SO4、I2D．NaCl、NaI、Na2SO48、某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2和HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如右图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为__________9、往含Fe3＋、H＋、NO－3的混合液中加入少量SO2－3，充分反应后，下列表示该反应的离子方程式正确的是()A．2Fe3＋＋SO2－3＋H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋2H＋B．2H＋＋SO2－3===H2O＋SO2↑C．2H＋＋2NO－3＋3SO2－3===3SO2－4＋2NO↑＋H2OD．2Fe3＋＋3SO2－3＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3SO2↑10、写出下列反应的离子方程式：(1)FeCl2溶液与NaClO溶液反应____________________。(2)Na2S与FeCl3溶液混合__________________________________。(3)硫化钠与CuSO4溶液混合_________________________。（4）向漂白粉溶液中通入二氧化硫气体的化学方程式。11、将足量NH3通入HNO3和AgNO3的混合溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入NH3的体积(V)的关系(如图所示)正确的是()青龙一中2015届高三化学一轮复习导学案教师寄语：不为错误找理由，只为成功找方法512、已知：2Fe2+＋Br2===2Fe3+＋2Br-、2Fe3+＋2I-===2Fe2+＋I2；向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，在通入氯气量从1mol～3mol的过程中，溶液中的阳离子从最大量逐渐下降至0，下列说法中不正确的是()A．还原性：I-＞Fe2+＞Br-B．原混合溶液中FeBr2的物质的量为6molC．当通入2molCl2时，溶液中发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-D．原溶液中：n(Fe2+)：n(I-)：n(Br-)＝2：1：313、下列