化學(xué)反應(yīng)順序探析

化學(xué)學(xué)習(xí)中，常會遇到一種物質(zhì)與幾種物質(zhì)相遇而且都能反應(yīng)的情況，這時(shí)判斷反應(yīng)的先后順序往往就成了解決此類問題的關(guān)鍵。先后順序不清，就會把簡單的問題復(fù)雜化，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。下面我把自己教學(xué)中遇到的需要判斷反應(yīng)先后的問題作以簡單的分析歸納。

一、氧化還原型離子反應(yīng)先后順序

氧化還原遵循“先后律”進(jìn)行反應(yīng)，即同一氧化劑遇到不同還原劑，還原性強(qiáng)的物質(zhì)優(yōu)先反應(yīng)。反之，同一還原劑遇到不同氧化劑，氧化性強(qiáng)的物質(zhì)優(yōu)先反應(yīng)。

例：已知Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+。現(xiàn)把等物質(zhì)的量的CuSO4、FeCl3和Zn置于水中充分反應(yīng)，溶液中所得離子除SO42-和Cl-外還含有（ ）

A.Zn2+、Cu、Fe3+ B.Zn、Cu2+、Fe3+

C.Zn2+、Cu2+、Fe、Fe2+ D.Zn2+、Cu2+、Fe2+

解析：題設(shè)離子的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镕e3+﹥Cu2+﹥Fe2+，與等物質(zhì)的量Zn發(fā)生下列先后順序的離子反應(yīng)：

①Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+②Zn+Cu2+=Zn2++Cu

③Zn+Fe2+=Zn2++Fe

設(shè)CuSO4、FeCl3和Zn的物質(zhì)的量均為1mol，則與Fe3+反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量為0.5mol，另0.5mol Zn與0.5mol Cu2+反應(yīng)，余下0.5mol Cu2+，故溶液中含有的金屬陽離子為Fe2+、Zn2+、Cu2+。正確答案為D。

二、復(fù)分解型離子反應(yīng)先后順序

復(fù)分解型離子反應(yīng)的先后原則為：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(shí)也要考慮離子共存（例如雙水解）的影響。

例：在含有NH4+、Al3+、H+、Mg2+溶液中逐滴滴入NaOH，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)。但有先后問題，由于H2O是高中化學(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)先于其他離子與OH-反應(yīng)，Mg2+與Al3+優(yōu)先于NH4+反應(yīng)，因?yàn)楦y電離或者可解釋為NH4+生成的NH3·H2O又可與Mg2+及Al3+反應(yīng)后變成NH4+， 由于Al（OH）3更弱更難溶， 所以Al3+優(yōu)先于Mg2+反應(yīng)，此時(shí)除了剩下的NH4+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(gè)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)。故先后發(fā)生的離子反應(yīng)依次為：

①H++ OH-=H2O ②Al3++3 OH-=Al（OH）3↓

③Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

④NH4++ OH-=NH3·H2O

⑤Al（OH）3+ OH-=AlO2-+2H2O

感悟：在復(fù)雜的復(fù)分解反應(yīng)體系中，生成物質(zhì)越穩(wěn)定的越先反應(yīng)，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，一般酸堿中和反應(yīng)最先進(jìn)行，然后是生成沉淀的反應(yīng)，生成沉淀的溶解性越小又越容易生成，最后是生成可溶性的弱酸或弱堿的反應(yīng)。還有一種辦法：如果3種物質(zhì)，先假設(shè)2種反應(yīng)，再看產(chǎn)物和第3種是否能反應(yīng)，能反應(yīng)就是開始的兩種物質(zhì)后反應(yīng)，第3種物質(zhì)和前兩種的一種先反應(yīng)。只要滿足產(chǎn)物能和沒反應(yīng)的共存就可以了。既“先生成必穩(wěn)定”。沉淀反應(yīng)可根據(jù)Ksp判斷優(yōu)先反應(yīng)（Ksp小的），因?yàn)镵sp大的沉淀能繼續(xù)生成更穩(wěn)定的Ksp小的沉淀。

三、堿金屬化合物中常見的反應(yīng)先后順序

例：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：

A. Na2CO3 B.NaOH

C. Na2CO3與NaOH D.NaHCO3

解析：NaHCO3熱穩(wěn)定性差，在密閉容器中加熱可分解，2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2，無NaHCO3剩余，D錯(cuò)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(shí)反應(yīng)，還是先后反應(yīng)，若同時(shí)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。直接認(rèn)為先是Na2O2和CO2反應(yīng)，如果Na2O2有剩余，再考慮和H2O的反應(yīng)。理由：設(shè)H2O先反應(yīng)，則生成的NaOH又會與CO2反應(yīng)，再生成水，結(jié)果相當(dāng)于CO2優(yōu)先反應(yīng)，H2O后反應(yīng)。故該題答案只能A，因?yàn)镃O2過量，H2O無機(jī)會反應(yīng)。

感悟：堿金屬化合物中涉及到的這兩類先后問題，實(shí)際上可能并無真正的先后，只是理論計(jì)算上的一種需要。因此，對于某些化學(xué)過程，可以根據(jù)理論計(jì)算的要求人為的定出先后（根據(jù)反應(yīng)總結(jié)果），方便計(jì)算。

學(xué)習(xí)過程中，我還遇到很多需要判斷反應(yīng)先后的問題，只要搞清楚反應(yīng)原理，并善于思考，這些問題大都能迎刃而解。

作者單位 西安市第七十中學(xué)

編輯 張曉楠