优先氧化还原原理例析
时间:2016-01-17 17:44 来源: 作者:代鹏 点击:次 所属专题: 反应先后
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1.优先氧化原理
一种氧化剂与多种还原剂发生反应时,氧化剂优先氧化还原性最强的还原剂,待其完全被氧化后,多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。常见的有:
⑴向FeBr2溶液中通入CI2,因还原性Fe2+>Br-,Cl2先氧化Fe2+,待Fe2+完全被氧化后再氧化Br-。若CI2少量,只氧化Fe2+,离子方程式为:Cl2 +2Fe2+==2Fe3++2CI-;若Cl2过量,Fe2+、Br-全被氧化,离子方程式为:3Cl2 +2Fe2++4Br-==2Fe3++6Cl-+2Br2。
⑵向FeI2溶液中加入溴水,因还原性I->Fe2+,Br2先氧化I-,待I-完全被氧化后再氧化Fe2+。若Br2少量,只氧化I-,离子方程式为:Br2 +2I-=2Br—+ I2;若Br2过量,I-、Fe2+全被氧化,离子方程式为:3Br2+2Fe2++4I-== 2Fe3++6Br-+ 2I2。
⑶向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉,因还原性Fe>Cu,Fe3+先氧化Fe。
⑷向含有Br-、I-、SO32-的混合液中通入Cl2,因还原性SO32->I->Br-,Cl2先氧化SO32-。
例1.(1999年全国高考化学试题)制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁
B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有
D.烧杯中铁、铜都无
解析:因还原性Fe>Cu,Fe3+先氧化Fe,只有Fe反应完后,剩余Fe3+才能再氧化Cu,先后发生反应的离子方程式为:2Fe3++Fe==3Fe2+、2Fe3++Cu==Cu2+ +2Fe2+。FeCl3的量不足时可能有铜无铁或铁、铜都有,FeCl3足量时无铁无铜,有铁无铜是不可能出现的。答案为B项。
例2.(2002年江苏高考大综合试题)在100mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液里通入0.01mol Cl2,有一半Br-变为Br2(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于( )
A.0.0075mol•L-1 B.0.008mol•L-1 C.0.075mol•L-1 D.0.08mol•L-1
解析:Br2能氧化H2SO3,可知还原性H2SO3>Br-,CI2先氧化H2SO3,再氧化Br—。先后发生反应的离子方程式为:Cl2+H2SO3+H2O==H2SO4+2HCI,Cl2+2Br-==2CI-+Br2。设原溶液中HBr和H2SO3的浓度都为C,结合方程式有:0.1L×C+0.1L×C×(1/2)×(1/2)=0.01mol,C=0.08mol•L-1。答案为D项。
例3.(2003年上海高考化学试题)向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中,通入—定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成可能是( )
A.NaCl Na2SO4
B.NaCl NaBr Na2SO4
C.NaCl Na2SO4 I2
D.NaCl NaI Na2SO4
解析:因还原性SO32—>I—>Br—,CI2先氧化Na2SO3,若CI2有剩余,再氧化NaI、NaBr。观察选项可发现Na2SO3全被氧化成Na2SO4,只需考虑I—、Br—反应情况。由于通入的CI2是一定量的,当CI2足量时,CI2与三者都反应,剩余物质组成为选项A;当CI2不足量时,CI2与Na2SO3、NaI反应生成Na2SO4、NaCl,剩余物质组成为选项B。不可能出现D选项那种情况。答案为A、B项。
2.优先还原原理
一种还原剂与多种氧化剂发生反应时,还原剂优先还原氧化性最强的氧化剂,待其完全被还原后,多余的还原剂再依次还原次强的氧化剂。常见的有:
⑴向含有Ag+、Fe3+、Cu2+的混合液中加入铁粉,因氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+,Fe先还原Ag+。
⑵ 镁条在O2、N2或CO2、O2混合气中燃烧,因氧化性O2>N2、O2>CO2,Mg先还原O2。
⑶ 铁粉与稀硝酸反应,因氧化性HNO3>Fe3+,若铁粉足量,先发生:
Fe+4H++NO3-==Fe3++NO↑+2H2O,后发生:Fe+2Fe3+ ==3Fe2+。
例4.(2000年全国高考理综试题)在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体虑出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+
解析:剩余固体能被磁铁吸引,说明反应后有Fe剩余,结合氧化性Fe3+>Cu2+>H+,可知Fe3+、Cu2+、H+与Fe均反应完,反应后溶液中存在较多的阳离子是Fe2+。答案为C项。
例5.(2004年上海高考化学试题)在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
解析:因氧化性Ag+>Cu2+>Mg2+,Zn先还原Ag+,首先置换出的是Ag。答案为C项。
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