化学自习室移动版

化学反应的本质复杂且关联紧密，不同反应间既有协同促进的联动效应，也存在相互竞争的博弈关系。协同反应的显著特征是单一反应难以独立进行，需依托另一反应的“推动”才能显著发生。其本质是通过调控体系中的离子浓度、物质氧化性与还原性、配体结合状态等关键因素，打破原有平衡的限制，为目标反应的正向进行提供动力。协同反应是化学学科的核心知识点，更是高考化学的高频考点，近年在江苏卷、湖北卷等真题中，该考点频繁现身于工业流程、实验探究、离子平衡计算等重点题型，直接考查学生的机理分析能力与解题应用能力。下文将结合高考真题，将其拆解为氧化还原协同、弱电解质生成协同、难溶物生成协同等六个类型，剖析每种协同反应的内在机理与本质规律，助力学生夯实知识基础、突破解题难关。

一、氧化还原协同

通过氧化还原反应的协同作用，改变相关物质的价态或浓度，打破目标反应原有的平衡状态，从而推动该反应正向进行。

【例1】（2025年江苏卷第14题节选）ZnS可用于制备光学材料和回收砷。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉（CdS)等]制备ZnS的过程如下：

二、弱电解质生成协同

通过生成弱电解质（如弱酸、弱碱、水等）的协同作用，降低体系中的关键离子浓度，调控平衡移动，从而推动目标反应持续进行。

【例2】（2025年江苏卷第14题改编）题干同例1。

除铁时将溶液pH调节至3～4，需加入____________________（填试剂化学式），其原理是_____________________（用离子方程式表示）。

【答案】ZnO[或Zn(OH)₂、ZnCO₃等]

3ZnO+2Fe³⁺+3H₂O=3Zn²⁺+2Fe(OH)₃

【分析】加入ZnO等含锌化合物时，其可与溶液中的H⁺反应生成弱电解质H₂O，使溶液中c(H⁺)降低，从而促进Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀并将其去除，且不会引入新的杂质。同理，H⁺与弱酸根离子、OH⁻与弱碱阳离子均会结合形成弱电解质，致使离子浓度降低，进而影响体系内其他平衡状态，推动目标反应持续进行。

三、难溶物生成协同

通过生成难溶物（即沉淀）的协同作用，有效降低体系内关键离子的浓度，打破反应壁垒，从而推动目标反应向正向顺利进行。

【例3】（2025年江苏卷第14题节选）题干同例1。

通入H₂S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H₂S)=0.01 mol·L⁻¹时，Cd²⁺是否沉淀完全_______________________（写出计算过程）。

【分析】H₂S除镉的离子方程式为Cd²++H₂S==CdS↓+2H⁺，该反应的平衡常数达1.5×10⁶，正向进行趋势显著。尽管弱酸H₂S通常难以制备强酸H₂SO₄，但CDS沉淀的生成起到了协同作用，从而推动了该反应的进行。结合ZnS与CDS的溶度积常数差异，只需精准调控溶液中S²⁻的浓度，即可有效去除CD²⁺。

类似地，侯氏制碱法中，NaCl+NH₃+CO₂+H₂O==NaHCO₃↓+NH₄Cl的反应之所以能发生，就在于制备条件下碳酸氢钠的溶解度最小——这正是反应得以推进的核心动力。

四、酸碱性调节协同

通过调节体系的酸碱性，改变物质的氧化性、还原性或解离程度，进而为目标反应创造所需条件，促使反应发生或向正向推进。

【例4】（2023年湖北卷第18题节选）铜与过量H₂O₂反应的探究如下：

实验②中Cu溶解的离子方程式为____________；产生的气体为____________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H⁺的作用是___________。

【答案】Cu+H₂O₂+2H⁺==Cu²⁺+2H₂O₂   增强H₂O₂的氧化性

【分析】实验①中铜片与H₂O₂溶液不反应，而实验②中加入稀H₂SO4后铜片溶解，关键在于溶液酸碱性的改变。H⁺的加入调节了溶液酸度，增强了H₂O₂的氧化性，使其能够氧化Cu。类似地，铜与硝酸钾溶液混合时不发生反应，当调节至酸性环境时，反应便会发生。这是由于氢离子与硝酸根离子共存形成稀硝酸，稀硝酸具有氧化性，能够溶解铜——氢离子通过改变反应环境增强了NO₃⁻‌的得电子能力。

五、配体环境协同

通过配体与金属离子结合形成稳定配离子，改变金属离子的存在形式或浓度，从而推动氧化还原、沉淀溶解等目标反应持续进行。

【例5】氨性硫代硫酸盐浸金是一种高效的黄金浸取工艺。

①负极的电极反应式为__________。

②正极可能的催化过程如下：a.[Cu(NH₃)₄]²⁺+e⁻==[Cu(NH₃)₄⁺]+2NH₃；b._________。

③反应温度对金的浸出率影响如图2所示。分析50℃时金浸出率最高的原因是___________。

(2)为研究浸金过程Cu²⁺与S₂O₃²⁻的反应，进行如下实验：向1.0 mol·L⁻¹CuSO₄溶液中加入2.0 mL 2 mol·L-¹Na₂S₂O₃溶液，溶液从蓝色变为绿色，后逐渐变浅至无色。体系中涉及的反应如下：

（2）＞＜

（3）S₂O₃²⁻会与Cu²⁺发生氧化还原反应被消耗，导致体系中有效配体浓度降低，不利于金的浸出

【分析】金是典型的不活泼金属，常温下难以被O₂氧化，但在Na₂S₂O₃溶液中可缓慢溶解，是因为生成了稳定的配离子[Au(S₂O₃)₂]³⁻，从而推动金的氧化反应持续进行。[Cu(NH₃)₄]²⁺配离子的催化作用则通过电化学循环实现，避免了Cu²⁺与S₂O₃²⁻直接发生氧化还原反应导致配体损耗。

类似地，铜片与水混合后通入热空气难以发生氧化反应，但加入氨水后，铜片易与热空气反应生成稳定的四氨合铜配离子。

六、综合协同

高考真题中常见多种类型协同反应的叠加形式，这类形式融合两种及以上单一协同反应机理，旨在综合考查学生对协同反应本质的理解与应用能力。

【例6】（2025年江苏卷第11题）探究含铜化合物性质的实验如下：

步骤I  取一定量5%CuSO₄溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。

步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。

步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。

下列说法正确的是（     ）

【答案】B

【分析】本题融合配位协同、平衡协同、氧化还原协同三大核心类型，是多类型协同联动的典型真题。深蓝色溶液为[Cu(NH₃)₄]²⁺溶液，蓝色溶液为[Cu(H₂O)₄]²⁺溶液，二者解离平衡常数的差异决定了Cu²⁺浓度的高低；步骤Ⅲ中H⁺与NH₃结合生成NH₄⁺，推动[Cu(NH₃)₄]²⁺解离，Cu²⁺浓度升高后与Fe发生氧化还原反应，完整体现了“配体竞争→平衡移动→氧化还原发生”的多类型协同逻辑链，与前文单一类型的“条件推动反应”底层逻辑完全一致。

通过对上述单一及多类型协同反应的深入剖析，可提炼出一套具备普适性的解题模型，可适配工业流程分析、实验探究设计、离子平衡计算等各类与协同反应相关的题型，助力学生规范解题步骤、有效规避扣分点。

1.定核心：精准锁定题干中的目标反应（高考题干通常会明确反应目的，如除杂、浸出、制备），结合平衡常数与物质特性，判断其独立发生的难易程度（高考常考查“难以自发、正向程度小”的反应，需协同推动）；

2.找推动：提取题干中的关键条件（如通入O₂、调节pH、加入配体等），匹配对应的协同反应类型（结合前文六类，精准对应高考考点）；

3.析机理：紧扣高考考查重点，剖析推动条件如何改变离子浓度、物质氧化性/还原性或配体环境等，从而驱动目标反应正向进行；

4.写答案：遵循“条件→作用→平衡移动→结果”的逻辑链，结合数据佐证，确保表述严谨且形成闭环。