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高中化学反应先后分析方法

来源:未知作者:韩富军 点击:所属专题: 化学先后
打扫卫生,先擦窗还是先擦桌椅?擦窗要踩在桌椅上,桌椅还得重擦。穿衣服,先穿内衣还是先穿外套?是否得重来。搭建实验装置,先固定下位还是上位,实际也是一个是否需要重来的问题。 [例1]已知氧化性,Br 2 Fe 3+ I 2 ;还原性I - Fe 2+ Br - (1)将少量Cl 2 通入FeBr 2

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打扫卫生,先擦窗还是先擦桌椅?擦窗要踩在桌椅上,桌椅还得重擦。穿衣服,先穿内衣还是先穿外套?是否得重来。搭建实验装置,先固定下位还是上位,实际也是一个是否需要重来的问题。

[例1]已知氧化性,Br2>Fe3+>I2;还原性I>Fe2+>Br

(1)将少量Cl2通入FeBr2溶液,如何反应?

即使Cl2先氧化Br,Br2立即氧化Fe2+,Br2还是变成Br。Br这张桌子还得重擦。

(2)将少量Cl2通入FeI2溶液,如何反应?

即使Cl2先氧化Fe2+,Fe3+立即氧化I,Fe3+还是变成Fe2+。Fe2+这张桌子还得重擦。

[实验]往盛有酸性FeI2溶液的试管中注入苯,再逐滴加入氯水,并不断振荡——溶液颜色逐渐加深,静置,苯层显紫色。取出少量下层溶液,滴入KSCN溶液,未见明显血红色。在原试管中继续滴加氯水,并不断振荡——取下层溶液,滴入KSCN溶液,显血红色。

[例2]某稀溶液中含有硝酸铁、硝酸铜、硝酸(物质的量浓度之比1:1:4),若向其中逐步加入铁粉,求溶液中亚铁离子浓度与铁粉用量之间的关系。

考虑反应顺序,怎么入门?后檫桌椅先檫窗。

硝酸是强高中化学反应先后分析方法氧化性酸。它能氧化Fe,也能氧化Fe2+和Cu。所以首先反应的是硝酸。

Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

Fe+2Fe3+→3Fe2+

Fe+Cu2+→Fe2++Cu

假定硝酸铁、硝酸铜、硝酸依次为1、1、4mol,则第一摩尔Fe被HNO3氧化生成1mol Fe3+;此时溶液中有Fe3+2mol,第二摩尔Fe与之反应生成3mol Fe2+;第三摩尔Fe将Cu2+置换。溶液中总共有4mol Fe2+。(验证:溶液中是不是正好有8mol NO3)

[例3](1)某密闭容器中有大量H2O(g)、大量CO2和少量 Na2O2,充分反应后有一种气体多余,你认为多余的是H2O(g)还是CO2

(2)某密闭容器中有NaOH、Na2O2和少量CO2,充分反应后有一种反应物多余,你认为多余的是NaOH还是Na2O2

解:(1)如果先与Na2O2反应的是H2O,生成的NaOH再与CO2反应生成Na2CO3和H2O,所以多余的应是H2O。

(2)如果先与CO2反应的是NAOH,生成的H2O再与Na2O2反应生成NaOH,所以多余的应是NaOH。

[例4]将标准状况下密度为10/7 g/L的CO2、CO混合气体充满一容积为22.4L 并盛有足量Na2O2的密闭容器中,用电火花不断引发至充分反应,容器中将留下____。

(A)0·5mol CO   (B)0·125mol O2      (C)0·25mol O2       (D)0·5mol Na2CO3

两种气体共1mol,平均分子量为32,可见其中CO2占1/4mol。

按我们掌握的知识,CO是“不成盐”氧化物,首先发生的应该是CO2与Na2O2的反应。

CO2+Na2O2→Na2CO3+(1/2)O2

由于“电火花不断引发”,O2立即将CO氧化成CO2

CO+(1/2)O2→CO2

这就形成了反应的不断循环,客观上CO2的那张桌子始终白擦。结果是CO将全部消失。作为一种结果的计算,不妨认为先进行的就是CO被Na2O2吸收的反应(CO2相当于催化剂了):CO+Na2O2→Na2CO3,然后才有CO2与Na2O2的反应。

最后留下的是0.25/2 mol O2和1mol Na2CO3。答:B

[例5]将CO2缓步通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液,直至过量。如果溶液中含AmolKOH、BmolCa(OH)2,分析各步反应产物与CO2间的数量关系。

首先还是个反应顺序问题。这里涉及4个反应,包括CO2与碱生成正盐的反应、再生成酸式盐的反应:

(1)CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O

(2)CO2+2KOH→K2CO3+H2O

(3)CO2+K2CO3+H2O→2KHCO3

(4)CO2+CaCO3+H2O→Ca(HCO3)2

任何一个反应的顺序都不可颠倒。

如果先有(2)后有(1),则必有K2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2KOH,即CO32与Ca2+不能共存。KOH那张桌子就白擦了。

如果先有(3)后有(2),则必有KHCO3+KOH→K2CO3+H2O,即HCO3与OH不能共存。K2CO3那张桌子就白擦。

如果先有(4)后有(3),则必有Ca(HCO3)2+K2CO3→CaCO3↓+2KHCO3,CaCO3那张桌子就白擦了。

按照这个反应顺序,溶液中一开始就有沉淀产生,CO2的用量达bmol时,沉淀量最大;CO2的用量达abmol 时,沉淀开始减少;CO2的用量达a+2b mol 时,沉淀消失。

以上所例,有的是氧化还原反应,有的是非氧化还原反应(离子反应)。有机化学反应当然也有反应的顺序问题。

[例6]在水杨酸(邻羟基苯甲酸)溶液中逐步滴加NaOH溶液,首先发生中和的是羧基还是酚羟基?

有两种考虑方法。一是羧酸的酸性比酚强,羧基应该捷足先登。退一步说,如果先生成酚钠,羧酸还是要与它发生反应:

CH3COOH + C6H5ONa → CH3COONa + C6H5OH

结果还是酚羟基那张桌子白擦了。

(责任编辑:化学自习室)
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