例析氧化還原反應中的順序問題

近年來，有關氧化還原反應的順序問題頻頻出現在各類考試當中，并逐步成為考試命題的熱點，現在筆者對此類問題進行總結，選析一些試題供大家參考。

考查內容：多種氧化劑與同一還原劑反應時，氧化性強的物質先發生反應，氧化性弱的物質后發生反應；多種還原劑與同一氧化劑反應時，還原性強的物質先反應，還原性弱的物質后反應。

考查題型：選擇題、填空題、計算題。

解題原則：“強強優先，逐級反應?！?/p>

【例1】 向含nmolFeBr2的溶液中通入nmolCl2，所發生反應的離子方程式為（ ）。

A.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

B.2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

C.2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

D.2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

解析：當Fe2+、Br-與足量Cl2反應時，兩者都被完全氧化；但當Cl2不足量時，必須弄清兩者還原性強弱關系：Fe2+>Br-，也就是說，在同等條件下，Fe2+先被氧化，當Fe2+全部被氧化后，Br-才開始被氧化；反之，只要Br-被氧化了，說明Fe2+已全部被氧化。A、B選項錯誤在于認為只發生了某一個反應，忽視了另外一個反應的存在；選項C是在Cl2足量的條件下的反應，不符合題意；根據題干信息，FeBr2溶液與Cl2的物質的量均為nmol，因此可以確定D選項正確。

【例2】 在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物質的量濃度比為4∶2∶1，現加入適量的鐵粉，使溶液中的三種離子的物質的量濃度之比為1∶3∶9，則投入的鐵粉與原溶液中Cu2+的物質的量之比為（ ）。

A.５∶４ B.４∶５ C.３∶５ D.５∶６

解析：本題考查多個氧化還原反應的先后順序。加入鐵粉可能發生以下反應：①Fe+2Fe3+=3Fe2+，②Fe+Cu2+=Fe2++Cu。因氧化性Fe3+>Cu2+，所以反應順序是反應①先發生，反應②后發生，由反應Fe3+有剩余可知，加入鐵粉只發生了反應①，設加入鐵粉的物質的量為xmol，原混合物中n(Fe3+)∶n(Cu2+)∶n(Fe2+)分別為4mol、2mol、1mol，則反應后分別為(4-2x)mol、2mol、(1+3x)mol；(4-2x)∶2∶(1+3x)=1∶3∶9得x=5/3，所以n(Fe)∶n(Cu2+)=5∶6，正確答案為Ｄ。

【例3】 將鐵粉、銅粉和FeCl2、FeCl3、CuCl2的混合溶液放在一容器里，按下列情況分析判斷哪些金屬離子或其單質能同時存在，哪些不能同時存在。

（1）反應后有鐵粉剩余，則容器中可能有 。

（2）反應后有Cu2+和Cu，則容器中不可能有 。

解析：氧化性：Fe3+>Cu2+；還原性：Fe>Cu根據“強強優先”原則：

(1)反應后，鐵粉有剩余，反應順序為：①2Fe3++Fe=3Fe2+；②Cu2++Fe=Fe2++Cu。鐵粉未用完，Fe3+、Cu2+全部被還原，因此可確定容器中可能有Fe2+、Cu、Fe。

(2)鐵粉不足時，可能的反應順序為：①2Fe3++Fe=3Fe2+；②Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。有銅剩余，說明Fe3+已全部反應完，有Cu2+則無Fe，因此可確定容器中不可能有Fe3+與Fe。

【例4】 將鐵粉投入到盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中反應完畢時，若燒杯底部有鐵粉剩余，溶液中一定不含的金屬離子是 ，若燒杯中沒有鐵粉剩余，則溶液中一定含有的金屬離子是 ，若溶液中不含有Cu2+時，則一定不含有的金屬離子是 。

解析：因為Cu2+、Ag+、Fe3+三種離子的氧化性順序為：Ag+>Fe3+>Cu2+，當加入鐵粉時，反應順序為①2Ag++Fe=2Ag+Fe2+；②2Fe3++Fe=3Fe2+；③Cu2++Fe=Cu+Fe2+。當鐵粉有剩余時Ag+、Fe3+、Cu2+將全部反應；若鐵粉不剩余時，溶液中一定含有的離子只有Fe2+；溶液中不含Cu2+時，因為Ag+、Fe3+的氧化性比Cu2+強，所以一定不再有Ag+和Fe3+。

答案：Ag+、Fe3+、Cu2+;Fe2+;Ag+、Fe3+。

【例5】 向400mL溴化亞鐵溶液中緩慢通入1120mLCl2（標況），溶液中有1/3Br-被氧化。求原溴化亞鐵溶液的物質的量濃度。

解析：根據反應Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-可判斷離子的還原性Fe2+>Br-。根據題意，Br-部分被氧化時，則Fe2+全部被氧化，因為通入的氧化劑Cl2先和Fe2+發生反應，只有將Fe2+氧化完，才能氧化Br-。

解：設原溶液中含FeBr2的物質的量為x，則

n(Fe2+)=x，n(Br-)=2x，

被氧化的Br-為2x3。

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

xx22x3x3

氯氣的物質的量為：x2+x3=1120×10-322.4mol

解得x=0.06mol

所以c(FeBr2)=0.06mol0.4L=0.15mol?L-1

（責任編輯 羅 艷）