張麗娟
由于高中學生的抽象和概括在教學的影響下有了很快的發(fā)展。而且他們思維的一個重要特點,是具有更高的抽象性、概括性,獨立思考能力得到進一步發(fā)展。高中學生在學習過程中,還比較自覺地要求從本質(zhì)上看問題,而不是停止在事物的表面現(xiàn)象上。同時他們也逐步學會全面地看問題,力求從事物的各個方面去理解事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。所以據(jù)此,在學習化學過程中要究其根本,期中在高一化學的學習過程中會遇到一種物質(zhì)與多種物質(zhì)發(fā)生反應的問題,這時判斷反應的先與后往往成為解此類問題的關(guān)鍵。對這類問題,不少學生都感到非常棘手,在解題時常常思路混亂、顧此失彼得分率較低。筆者認為,其根本原因是沒有正確理解化學反應順序的本質(zhì)規(guī)律。本文結(jié)合學生的思維特點以及近幾年的高考試題,討論高一化學中遇到的有關(guān)化學反應的“先”與“后”。
一、由于實驗的實際操作引起的先后順序問題
向懸濁液中滴加溶液或通入氣體時,先考慮和溶液的反應,后考慮和體系中固體
例1、將足量的CO2不斷通入KOH、Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉與通入CO2的量的關(guān)系可表示為:
反應的順序為CO2優(yōu)先與Ca(OH)2反應,然后與KOH反應,然后與KAlO2反應。Al(OH)3完全沉淀后,K2CO3吸收CO2變?yōu)镵HCO3,之后CaCO3將開始溶解 。正確答案為 C
二、氧化還原反應之間的先后順序問題
由于氧化還原反應的實質(zhì)是反應物間(氧化劑和還原劑之間)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的反應,那么氧化劑得電子的能力愈強,還原劑失電子能力也就愈強,則兩強之間更易發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,該反應優(yōu)先,這就是我們常說的“強強優(yōu)先”原則。
例2.有一混合溶液,其中只含有Fe2+、Cl-、Br-、I-(忽略水的電離),其中
Cl-、Br-、I-的個數(shù)比為2∶3∶4,向該溶液中通入氯氣使溶液中Cl-和Br-的個數(shù)比為3∶1,則通入氯氣的物質(zhì)的量與溶液中剩余的Fe2+的物質(zhì)的量之比為
( )
A 7:1 B 7:2 C 7:3 D 7:4
解析:此題溶液中Fe2+、Cl-、Br-、I-與Cl2反應的先后順序應滿足還原性強弱順序:I-﹥Fe2+﹥Br-﹥Cl-,顯然反應后溶液中還剩余Fe2+,則Br-還沒有反應,I-全部反應。涉及離子反應只有2個且先后順序為:
①Cl2+2I-=I2+2Cl-
②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
設(shè)Br-的物質(zhì)的量為3mol,則Cl-與I-的物質(zhì)的量分別為2 mol、4 mol,根據(jù)電荷守恒,原溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為(2 mol+3 mol+4 mol)/2=4.5 mol;依題意反應后溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量之比為3∶1,則Cl-的物質(zhì)的量為3×3 mol=9 mol。由反應①知:與4mol I-發(fā)生反應的Cl2的物質(zhì)的量為2 mol,生成Cl-的物質(zhì)的量為4 mol;由反應②知:與Fe2+發(fā)生反應后生成的Cl-的物質(zhì)的量為9 mol-2 mol-4 mol=3 mol,與Fe2+發(fā)生反應的Cl2的物質(zhì)的量為3 mol/2=1.5 mol,發(fā)生反應的Fe2+的物質(zhì)的量為3 mol,剩余Fe2+的物質(zhì)的量為4.5 mol-3 mol=1.5 mol,故通入氯氣的物質(zhì)的量與溶液中剩余的Fe2+的物質(zhì)的量之比為(2 mol+1.5 mol)∶1.5 mol=7∶3。
正確答案為 C。
三、金屬在溶液中的置換反應的先后問題
金屬與酸溶液的置換反應 規(guī)律:把幾種活潑金屬同時投入到 一種酸溶液中, 若都能發(fā)生反應, 則最活102 潑的金屬優(yōu)先與酸發(fā)生置換反應,一直到最活潑的金屬反應完畢,次活潑的金屬才能與酸溶液發(fā)生置換反應,依次類推。
例3、將金屬鋅和鐵同時放入一種H2SO4溶液中,可能發(fā)生的反應有 ( )
(1)Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑
(2)Fe+H2SO4= FeSO4+H2↑
(3)Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
(4)Fe+ZnSO4= Zn+FeSO4
A. (1) (2) (3) B.(1) (2) C.(1) (2) (3) (4) D.(1) (2) (4)
分析: 金屬鐵和鋅都能與稀H2SO4發(fā)生置換反應,分別生成FeSO4 和ZnSO4,而 Zn 也可從FeSO4溶液中置換出Fe,因為Zn比Fe活潑。實際反應時Zn先與H2SO4反應,直到Zn被反應完全,才能Fe與H2SO4發(fā)生反應,故不存在Zn從FeSO4溶液中置換出Fe的反應也不可能存在Fe置換出 ZnSO4中的鋅的反應,因為鐵比鋅不活潑。所以,答案是B
四、化合物之間反應的先后順序問題
酸、堿、鹽幾種物質(zhì)混合時,酸與鹽之間或堿與鹽之間都能發(fā)生反應,應注意:
(1)如果它們之間有氧化還原反應,先考慮氧化還原反應,后考慮復分解反應 。
(2)復分解反應先考慮酸堿中和反應,后考慮酸與鹽之間或堿與鹽之間的反應。
(3)能發(fā)生多個同類反應的,生成物電解度越弱的或沉淀物溶解度越小的,先反應 。
例4、(1).向Na2CO3和NaOH的混合溶液中滴入稀HCl。
稀 HCl 能與Na2CO3反應生成CO2氣體,也能與 NaOH 發(fā)生中和反應,但實際反應時,NaOH先和 HCl中和,等 NaOH 被反應完后,Na2CO3才能和HCl反應放出CO2氣體。因為 CO2 會被 NaOH 溶液吸收。
(2).向NH4Cl和HCl的混合溶液中滴入NaOH 溶液。
NaOH溶液能與NH4Cl 反應生成NH3氣體,也能和HCl發(fā)生中和反應,但在實際反應時,HCl先和NaOH反應,等HCl被反應完后,NH4Cl 才能和NaOH反應放出NH3氣體。因為NH3會被HCl溶液吸收。
(3).向CuSO4和H2SO4的混合溶液中滴入NaOH溶液。
NaOH溶液能與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀,也能和H2SO4發(fā)生中和反應,但在實際反應時,H2SO4先和NaOH反應,等H2SO4被反應完后,CuSO4才能和NaOH反應生成Cu(OH)2沉淀。因為 Cu(OH)2沉淀會被 H2SO4 溶解。
(4).向CaCl2和HCl的混合溶液中滴入Na2CO3溶液。
Na2CO3溶液能與CaCl2反應生成CaCO3沉淀,也能和HCl發(fā)生反應,但在實際反應時,HCl先和Na2CO3反應,等HCl被反應完后,CaCl2才能和 Na2CO3反應生成 CaCO3沉淀。
(5).把CO2和HCl的混合氣體通入堿溶液 [NaOH、Ca(OH)2等]
CO2能與NaOH溶液反應生成 Na2CO3溶液,HCl也會與NaOH發(fā)生中和反應,但在實際反應時,HCl先和NaOH反應,等HCl被反應完后,CO2才能和NaOH反應。因為 Na2CO3會與HCl反應放出CO2氣體。