中學化學中多種物質之間發生反應時,常常有多種可能,反應的途徑不同,得到的結果就必然有異,所以,要獲得正確的結論,通常必須要確定反應的先后順序,否則,各反應混亂,必然影響答題。多種物質之間發生反應先后順序的一般規律是強強組合,強者優先反應,了解這些先后順序,對于學好化學知識是大有裨益的。因此,本文特將中學化學中的優先原理舉例歸納如下,但愿能給同學們的學習有幫助。
⒈ 優先置換原理
如果某金屬能同時與多種鹽溶液發生置換反應時, 一般是在金屬活動性順序表中位置相隔越遠的越優先發生置換反應。
例⒈ 在CuSO4和FeSO4的混合溶液中加入鋅粉,下面幾種情況中不可能出現的是( )
A.鋅粉無剩余,溶液中若有Cu2+,則必定有Fe2+
B.鋅粉有剩余,溶液中只有Fe2+,而無Zn2+和Cu2+、
C.鋅粉無剩余,溶液中無Cu2+,一定有Zn2+,可能有Fe2+
D.鋅粉有剩余,溶液中只有Zn2+,而無Cu2+和Fe2+
解析:鋅粉應該優先置換Cu2+,反應完后,再置換Fe2+。選B。
⒉ 優先放電原理
電解電解質水溶液時,陽極放電順序為:
活潑金屬陽極(Au、Pt除外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>F-。
即位于前邊的還原性強的微粒優先失去電子。只要有水,含氧酸根離子和F-就不能失去電子。
陰極:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
即位于前邊的氧化性強的微粒優先得到電子。只要有水,一般H后面的離子不能得到電子。
例⒉ 用鉑電極電解含物質的量濃度相同的Fe2+、Fe3+、H+的混合溶液時,優先在陰極上還原的是( )。
A.Cu2+ B.Fe2+ C.Fe3+ D.H+ 選 C。
⒊ 優先氧化原理
若某一溶液中同時含有多種還原性物質,則加入一種氧化劑時,優先氧化還原性強的物質。如還原性:S2->I->Fe2+>Br->Cl-,在同時含以上離子的溶液中通入Cl2按以上順序依次被氧化。
例⒊ 向l00ml含0.005moI/LKI和0.005mol/LKBr的混合溶液中通入標準狀況下的Cl256m1,生成物為( )。
A.KCl和Br2 B.KCl和I2 C.KCl和Br2、I2 D.Br2
解:因為還原性I->Br-,所以Cl2優先氧化I-,nI-=0.005×0.l=0.0005mol,nCl2=56/22400=0.00025mol,由2I-+Cl2=I2+2Cl-知I-和Cl2剛好反應完。Br-未反應,選B。
⒋ 優先還原原理
若某一溶液中同時含有多種氧化性物質,則加入一種還原劑時,優先還原氧化性強的物質。如Fe3+、Cu2+、Fe2+同時存在的溶液,加入Zn粉,按氧化性最由強到弱的順序依次被還原,即按Fe3+、Cu2+、Fe2+順序反應。
例⒋ 在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.lmol的酸性混合溶液中加入0.1mol鐵粉,經攪拌后發生的變化應是( )。
A.鐵溶解,析出0.1molAg和0.05molCu
B.鐵溶解,析出0.lmolAg并放出H2
C.鐵溶解,析出0.1molAg,溶液中不再有Fe3+
D.鐵溶解,析出0.lmolAg,溶液中不再有Cu2+。
解:因為氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+,所以AgNO3與鐵先發生:
2Ag+ + Fe = 2Ag+Fe2+ 再發生:2Fe3++ Fe=3Fe2+
0.1m01 0.05m0l 0.1m010.1m01 0.05m01
故選 C。
⒌ 優先中和原理
如果在溶液中能同時發生酸堿中和反應和其他復分解反應時,一般是酸堿中和反應優先于其他復分解反應而進行。
若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(或酸)時,酸性(或堿性)強的物質優先被中和。
例⒌ 給NaOH、Na2CO3的混合溶液中加入鹽酸時,先發生:NaOH+HCl=NaCl+H2O
再發生:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl最后發生:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
化學上常利用此原理和酚酞、甲基橙雙指示劑測定燒堿的純度。當第一和第二個反應完成時酚酞變色,第三個反應完成時甲基橙變色。
⒍ 優先排布原理
在多電子原子里,電子的能量不相同。離核愈近,能量愈低。電子排布時,優先排布在能量較低的軌道上,待能量低的軌道排滿之后,再依次排布到能量較高的軌道上去。
例⒍ 20號元素鈣的電子排布:
電子排布式:20Ca 1s22s22p63s23p64s2
⒎ 優先揮發原理
當蒸發沸點不同的物質的混合物時:低沸點的物質優先揮發(有時亦可形成共沸物)。
例⒎ 將100克36%的鹽酸蒸發掉10克水后關于鹽酸濃度的敘述正確的是( )。
A.增大 B.變為40% C.變小 D.不變
解析:因為HCl的沸點比水低,當水被蒸發時,HCl已蒸發掉了,所以選C。
再如,石油的分餾,先揮發出來的是沸點最低的汽油,其次是煤油、柴油、潤滑油等。
⒏ 優先鑒別原理
鑒別多種物質時:先用物理方法(看顏色,觀狀態,聞氣味,觀察溶解性),再用化學方法:固體物質一般先溶解配成溶液,再鑒別;用試紙鑒別氣體要先潤濕試紙。(如檢驗氨氣時應該用濕潤的紅色石蕊試紙)
例⒏ 不用任何試劑,也不用焰色反應,如何鑒別NaNO3、BaCl2、MgSO4、NaOH、FeCl3溶液。
解析:可先通過顏色觀察出FeCl3,再以FeCl3為試劑鑒別出NaOH,然后以NaOH為試劑鑒別出MgSO4,以MgSO4為試劑鑒別出BaCl2,最后余下的是NaNO3
⒐ 優先吸附原理
任何固體都有吸附氣體和液體的特性。但不同的固體物質對不同的氣體或液體吸附能力不同,吸附能力大者優先吸附。
例⒐ 將活性炭粉末投入到NO2和O2的混合氣體中,活性炭會優先吸附NO2,而留下O2,因為活性炭對有色氣體和有色物質吸附能力很強,因此,制糖工業中常用活性炭使糖漿脫色。
再如金屬鈀(Pd)對H2的吸附能力就很強,常溫下1體積鈀能吸收700體積以上的H2。
⒑ 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⒑ 實驗室制Cl2時,Cl2中?;煊猩倭縃Cl,為除去HCl,常把Cl2和HCl的混合氣體通入飽和食鹽水,因為HCl在水中溶解度大,所以優先被吸收,Cl2僅有少量損耗。
又如實驗室制得的乙酸乙酯蒸氣中?;煊猩倭恳宜岷鸵掖?,將混合氣體通入到飽和Na2CO3溶液中,乙酸和乙醇優先被吸收。
⒒ 優先溶解原理
若一種試劑加入到含有多種沉淀的混合物中時,溶解度大的物質先溶解。
例⒒ 在AgCl、AgBr、AgI沉淀的混合物中加入濃氨水,AgCl先溶解,而AgBr、Agl則不溶。因為AgCl在氨水中的溶解度比AgBr、AgI大,AgCl電離出的[Ag+]大,
AgCl(固)?Ag++Cl- Ag++2NH3.H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O
同理給AgBr、AgI的混合物中加入Na2S2O3溶液,AgBr溶解。
⒓ 優先沉淀原理
若某一溶液中同時存在幾種能與所加試劑形成沉淀的離子,則溶解度(嚴格講應為溶度積)小的物質優先沉淀。如Mg(OH)2溶解度比MgCO3小,除Mg2+盡量用OH-。
例⒓ 向KCl、NaBr、KI混合溶液中逐漸加入AgNO3溶液時,因AgI、AgBr、AgCl溶解度依次增大,AgI溶解度最小,所以先析出AgI,其次為AgBr,最后為AgCl。
⒔ 優先結晶原理
當將含有多種微粒的溶液蒸發掉一定量溶劑或改變溶液溫度(一般為降溫)時,溶解度小或溶解度變化大的物質優先析出。
例⒔ 取100克水,配成100℃時KCl飽和溶液,又取50克水加入35.4克NaNO3配成溶液。將這兩種溶液混合后,在l00℃時有晶體析出,試計算析出的是什么晶體?
(已知100℃時各物質的溶解度為:KCl 31g、NaNO3 80g、KNO3 20.9g、NaCl 35.8g)
解:KCl、NaNO3、KNO3、NaCl在100℃時150g水中可溶解各46.5g,120g,31.35g,53.7g
KCl+NaNO3=KNO3+NaCl
74.585 101 58.5
3135.4 x y
列式解之x=42.3(g) y=24.3(g)
∵ 溶液中有以上物質:KCl 31g,NaNO3 35.4g,KNO3 42.3g,NaCl 24.3g
∴ KNO3優先析出。析出量為:
42.3-31.35=10.95(g)
此題實質是溶液中存在著K+、Na+、NO3-、Cl-四種離子,可以自由組合成KCl、NaNO3、KNO3、NaCl四種物質。因溫度變化時,KNO3首先達到過飽和狀態,所以KNO3優先析出。
⒕ 優先考慮原理
中學化學中的許多問題是對立統一的,存在著矛盾的主要方面和次要方面。所以我們考慮問題時,不但要全面分析,而且要優先考慮主要方面。
例⒕ 比較物質熔沸點時,先考慮晶體類型,再考慮晶體內部微粒間的作用力,一般:原子晶體>離子晶體>分子晶體。
例⒖ 比較微粒半徑時,先考慮電子層,再考慮核電荷數。如O2-、Cl-、S2-、Br-、I-的半徑從小到大的順序應為:02-、Cl-、S2-、Br-、I-。
⒖ 優先書寫原理
大多數有機反應(亦有少數無機反應),反應物相同,在同一條件下可發生多個平行反應。但寫方程式時,只寫主要產物。
比如甲苯的硝化反應,硝基可以在鄰位、對位和間位取代,產物主要是鄰硝基甲苯、對硝基甲苯、間硝基甲苯和NO2。我們可以控制反應條件,只要其中的一種,如優先生成對硝基甲苯,書寫化學方程式時,只寫生成對硝基甲苯的。C7H8+HNO3→C7H7NO2+H2O
⒗ 優先吸引原理
⑴ 極性分子與極性分子間作用力>極性分子和非極性分子間作用力>非極性分子和非極性分子間作用力
⑵ 化學鍵>氫鍵>分子間作用力
⑶ 組成和結構相似的共價型分子,分子量愈大,分子間作用力愈大。
⒘ 優先操作原理
⑴ 安裝儀器:從下到上,從左到右。
⑵ 往玻璃管上套橡膠管、橡膠塞、乳膠頭時,先蘸少量水,再往里套。
⑶ 制氣體:實驗室制備氣體時,先檢驗裝置的氣密性,再加入試劑進行反應。
⑷ 檢驗氣密性:先把導氣管的一端放入水中,再用雙手緊貼容器的外壁。
⑸ 裝藥品:向反應容器中加反應物時,如果反應物為固體和液體,先加固體,再加液體。而且加固體藥品時應該先把試管平放,再裝藥品(塊狀固體先放在試管口,再慢慢豎直試管,讓固體滑落到試管底部)。
⑹ 加熱試管中的物質,先給整個試管預熱,再集中火力加熱藥品部位.以免由于受熱不均而引起試管炸裂。
⑺ 氣體凈化:先洗氣凈化,再干燥。
⑻ 用排水法收集氣體完畢后,先將導管從水槽中取出,再熄天酒精燈停止加熱,防止發生倒吸。
⑼ 點燃H2、C0、CH4等可燃性氣體:點燃前一定要先檢驗氣體的純度,再點燃,防止發生爆炸。
⑽ H2還原CuO的實驗:實驗開始先通氫,排凈空氣再點燈;實驗結束先熄燈,待試管冷卻再停氫。
⑾ 檢驗混合氣體中的氣體:先用無水CuSO4檢驗水蒸氣,然后再檢驗其他氣體。
⑿ 過濾:先過濾上層的清液,再過濾下層的渾濁液。
⒀ 酸(或堿)流到實驗臺上:先用碳酸氫鈉溶液(或稀醋酸)沖洗,再用水沖洗。
⒁ 稀酸(或堿)沾到皮膚或衣物上:先用較多的水沖洗,再用碳酸氫鈉溶液(或硼酸)沖洗。
⒂ 濃硫酸沾到皮膚和衣物上:先迅速用抹布擦拭,再用水沖洗,然后用碳酸氫鈉溶液沖洗。
⒃ 稀釋濃硫酸:先在燒杯中放入水,再把濃硫酸沿玻棒靠著器壁慢慢注入水里。
⒄ 滴定管、分液漏斗、容量瓶、啟普發生器等玻璃儀器在使用前要先檢驗是否漏水。
⒅ 做酸堿中和反應的滴定實驗:先在堿溶液中滴加酚酞指示劑,再逐滴加入酸。
⒆ 制備Fe(0H)3膠體時,先將水加熱至沸騰,再將飽和的FeCl3溶液滴入到沸水中,攪拌得到紅褐色澄清溶液即可。
⒇ 檢驗鹵代烴中鹵素離子種類時,先加堿使之水解,后加酸中和,再加入硝酸銀溶液,觀察生成沉淀的顏色。
例⒗ 下列操作中必須先完成的用操作編號(即A或B)解答下列各題:
例:稀釋濃硫酸:操作A用玻璃棒攪拌硫酸;操作B把濃硫酸加入水中。
① 制備氣體:操作A加藥品;操作B檢查裝置的氣密性。
② 用排水法收集氧氣完畢:操作A將導氣管移出水面;操作B熄滅酒精燈。
③ 用鹽酸中和氫氧化鈉溶液:操作A滴加酚酞試液;操作B加鹽酸。
④ 不慎將硫酸沾到皮膚上:操作A用大量水沖洗;操作B用抹布拭去。
解析:該題的答案為:1-B、2-A、3-A、4-B。
以上就是中學化學中的優先原理的相關內容,希望對你的學習有所幫助。
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