熟知優先原理 學好化學知識

安徽 華雪瑩

熟知優先原理 學好化學知識

當物質間發生化學反應時，不僅取決于物質的氧化性或還原性，還與H+或OH-的結合能力、電離程度等性質，以及反應物的濃度、溫度、酸堿性、溶解度等多種因素有關。在這些因素的影響下，物質在進行化學反應時，就會出現反應順序有先有后，這就是化學中的“優先原理”。研究這些先后規律，對客觀、準確地掌握化學的普遍規律，正確解決化學問題有著非常重要的意義。

一、優先氧化(還原)原理

1.在濃度相近的不同還原劑(或氧化劑)的混合溶液中加入一種氧化劑(或還原劑)，通常是按還原性(或氧化性)由強到弱依次被氧化(或被還原)，即還原性(或氧化性)強的先被氧化(或被還原)。例如：向KCl、KBr、HI的混合溶液中滴加氯水，碘離子先反應。

(1)(CN)2與KOH反應的化學方程式；

(2)NaBr、KI和NH4SCN的混合液中加入 (CN)2，首先發生反應的離子方程式。

例2在含有Cu(NO3)2、Al(NO3)3、AgNO3、Fe(NO3)3各 0.01 mol的混合溶液中，加入0.01 mol鐵粉，經充分反應，下列敘述中不正確的是

( )

A.Ag+全部被還原，Al3+的量無變化

B.Fe3+全部被還原，Cu2+的量無變化

C.鐵粉無剩余，Fe2+為0.02 mol

D.Fe2+為0.015 mol，Fe3+為0.005 mol

解析陽離子氧化順序Ag+>Fe3+>Fe2+>Cu2+>Al3+，溶液中加入鐵，首先析出銀，其次是Fe3+被還原為Fe2+，Cu2+被還原為Cu，Al3+與鐵不反應。

所以最后溶液中Ag+、Fe3+恰好全部被還原，Cu2+的量無變化。因此應選C。

2.在同一溶液中含有多種氧化劑(或還原劑)時，當加入一種還原劑(或氧化劑)，盡管有的氧化劑(或還原劑)氧化性(或還原性)較弱，但如果反應速率很快，則速率快的反應優先發生。如Na、K與FeCl3、CuSO4、AlCl3等溶液的反應，F2通入鹵化物鹽溶液的反應。

例3下列離子方程式書寫正確的是

( )

解析在溶液中，氟氣與水反應置換出氧氣，鉀、鈉與水反應置換出氫氣。應選B、C。

3.一種氧化劑與一種還原劑反應，若氧化劑濃度不同，則氧化性不同，一定量濃溶液進行反應時，優先生成氧化性較強的產物。如濃硫酸、濃硝酸與金屬的反應。

例4取100 mL 18.3 mol·L-1的硫酸與鋅反應，當鋅完全溶解時生成的氣體在標準狀況下占有的體積為22.4 L，將反應所得溶液稀釋至1 L，測得該溶液pH=0。則下列說法中不正確的是

( )

A.生成的氣體為SO2與H2的混合物

B. 生成的氣體中SO2和H2的體積比為2∶1

C.反應中溶解的鋅是65 g

D. 反應中轉移的電子為2 mol

4.用惰性電極電解電解質溶液時，溶液中還原性強的陰離子優先在陽極放電，其順序為S2->I->Br->Cl->OH-；氧化性強的陽離子優先在陰極放電，其順序為Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+。用活潑性電極電解時，陽極金屬優先放電。

例5用鉑電極電解氯化鈉與硫酸銅的混合液，當電路中通過4 mol電子時，兩極都產生1.4 mol氣體，電解后溶液體積為4 L，最后電解液的pH最接近于

( )

A.11 B.12

C.13 D.14

解析陰極產生氣體為H2，而反應中Cu2+優先放電，故只有Cu2+全部析出后，才產生H2。陽極首先產生Cl2，若僅為Cl2，轉移電子應為2.8 mol，不符合題意。因此Cl-反應后，應有OH-放電產生O2。

設陽極產生Cl2、O2物質的量分別為x、y，則

二、優先中和原理

在某一溶液中同時含有幾種酸性物質(或堿性物質)，當加入一種堿性物質(或酸性物質)進行反應時，酸性(或堿性)強的物質優先被中和。如金屬陽離子與H+組成的混合液中加入OH-，H+優先被中和；弱酸根離子與OH-組成的溶液，OH-優先被中和；CO2、H2O(g) 與Na2O2反應時，CO2首先被吸收。

例6氣體X可能含有NH3、Cl2、HBr、CO2、H2S中的一種或幾種。已知X通入AgNO3溶液時產生淡黃色沉淀，該沉淀不溶于稀硝酸；若將X通入澄清的石灰水中，不見沉淀生成。有關X的成分說法正確的是

( )

A.一定含有HBr，可能含有CO2

B.一定不含CO2

C.一定不含NH3、Cl2、H2S

D. 可能含有CO2、Cl2

解析X與AgNO3溶液反應生成不溶于稀硝酸的淡黃色沉淀，說明X中一定含有HBr，而不含H2S。又由于存在HBr可以排除NH3和Cl2。氣體通入澄清的石灰水不見沉淀，是否一定不含CO2呢？由于酸性HBr > H2CO3，氣體通入澄清的石灰水HBr優先反應，若含有CO2，也可能不發生化學反應。故應選A、C。

例7含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一種或兩種物質組成的混合溶液，為了確定其成分，用標準鹽酸滴定。用酚酞作指示劑時，耗用標準鹽酸的體積為V1，當酚酞由紅色經粉紅色恰好變為無色時，加入甲基橙作指示劑，用標準鹽酸繼續滴定，甲基橙由黃色變為橙色時，耗用鹽酸的體積為V2。當V1、V2的關系如下表所示，鹽酸的濃度為c時，填寫溶液的成分和它們的物質的量。

V1≠0，V2=0V1=0，V2≠0V1=V2>0V1>V2>0V2>V1>0成分物質的量

V1≠0，V2=0V1=0，V2≠0V1=V2>0V1>V2>0V2>V1>0成分NaOHNaHCO3Na2CO3NaOHNa2CO3Na2CO3NaHCO3物質的量cV1cV2cV1c(V1-V2)cV2cV1c(V2-V1)

三、優先揮發原理

蒸發沸點不同的物質的溶液時，低沸點的物質優先揮發(有時可形成共沸物)。例如：將100 g 36%的鹽酸蒸發掉10 g水，鹽酸的濃度不是增大，而是減小。這是因為HCl優先揮發的緣故。

四、優先析出原理

在含有多種微粒的溶液中，溶解度小的物質優先析出。例如：工業上，向飽和食鹽水中依次通入過量氨氣和二氧化碳，碳酸氫鈉優先析出。

五、優先沉淀原理

在某一溶液中同時含有幾種與所加試劑形成沉淀的離子，則溶解度(嚴格應為溶度積常數)小的物質優先沉淀。例如：向K2S、KCl、KBr、KI的混合溶液中滴加AgNO3溶液，Ag2S先沉淀，其次是AgI、AgBr，最后是AgCl。

例8已知硫酸銅溶液分別與碳酸鈉溶液、硫化鈉溶液的反應情況如下：

(1) CuSO4+Na2CO3：

(2)CuSO4+Na2S：

下列幾種物質溶解度大小的比較中正確的是

( )

A. Cu(OH)2>CuCO3>CuS

B. Cu(OH)2

C. CuS>Cu(OH)2>CuCO3

D. CuS

解析根據 (1) 中的兩個反應可知，物質溶解度：Cu(OH)2

例9聯合制堿法中最關鍵的一步是把NH4Cl從幾乎飽和的NaHCO3溶液中分離出來，為此根據NaCl和NH4Cl溶解度的差異，向混合溶液中通入某種氣體，同時加入磨細的食鹽，可析出不夾帶NaHCO3的NH4Cl，NaCl與NH4Cl共同存在時的溶解度曲線如圖所示，以下操作中正確的是

( )

選項通入氣體控制溫度℃ACO230～40BCO20～10CNH330～40DNH30～10

六、優先吸收原理

用干燥劑干燥氣體或用液體凈化氣體時，優先吸收溶解度大的氣體或易被吸收的氣體。例如：實驗室制取氯氣，為除去混有的HCl，可把混合氣體通入飽和食鹽水中，這是因為HCl的溶解度遠遠大于氯氣的溶解度。

七、優先排布原理

在多電子原子里，電子優先排布在能量低的電子層，待能量低的電子層排滿后，再排能量高的電子層，當電子層達到四層時需考慮電子亞層。

八、優先吸引原理

(1)極性分子與極性分子之間的作用力 > 極性分子與非極性分子之間的作用力 > 非極性分子與非極性分子之間的作用力。

(2)化學鍵>氫鍵>分子間的作用力。

安徽省靈璧縣黃灣中學)