對(duì)蘇教版《化學(xué)1》中反應(yīng)先后順序的思考

　　摘要：物質(zhì)之間的反應(yīng)是學(xué)習(xí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與制備新物質(zhì)的必然途徑，考慮物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的先后順序是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，如何培養(yǎng)學(xué)生考慮物質(zhì)轉(zhuǎn)化的有序思維，是高中化學(xué)教學(xué)所需要的教學(xué)部分。
　　關(guān)鍵詞：反應(yīng)順序；氧化還原；用量；操作；有序思維
　　
　　一、問題的來(lái)源
　　新課程蘇教版《化學(xué)1》中，涉及到物質(zhì)與物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的反應(yīng)問題，除了反應(yīng)物的性質(zhì)之外，經(jīng)常牽涉到反應(yīng)物的用量、反應(yīng)進(jìn)行的先后順序、實(shí)際操作等具體問題。如何準(zhǔn)確有效地解決此類問題，關(guān)鍵是理順知識(shí)脈絡(luò)，將貌似復(fù)雜的問題化簡(jiǎn)為幾個(gè)簡(jiǎn)單的過程，以避免頻繁錯(cuò)誤的發(fā)生。下面由一堂同事的課引發(fā)與聯(lián)想到反應(yīng)順序問題并作出分析。
　　二、計(jì)算氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)順序
　　氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，當(dāng)強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑相遇時(shí)，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的程度越大（這就是所謂的強(qiáng)強(qiáng)組合），發(fā)生強(qiáng)反應(yīng)，那么當(dāng)多種氧化劑與一種還原劑或多種還原劑與一種氧化劑相遇時(shí)，就出現(xiàn)了強(qiáng)強(qiáng)優(yōu)先的反應(yīng)先后順序問題。
　　例1 已知還原性：Fe2+＞Br－，往100 mL溴化亞鐵溶液中緩慢通入2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣，反應(yīng)完成后溶液中有的溴離子被氧化成溴單質(zhì)。則原溴化亞鐵溶液的物質(zhì)的量濃度為
　　A．1.2mol/LB．0.3mol/LC．1.4mol/LD．無(wú)法計(jì)算
　　分析：解此類問題的難點(diǎn)（1）：學(xué)生對(duì)氧化劑的氧化性或還原劑的還原性強(qiáng)弱的正確判斷；（2）學(xué)生只看到Br-被氧化。正確的思路是：原溶液中Fe2+首先完全被氧化，之后的Br-被氧化。
　　正解：2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣即0.1mol。設(shè)原溶液中有xmolFeBr2，則由得失電子守恒可得：x+2x×＝0.1×2，解得x＝0.12，因此c（FeBr2）＝1.2mol/L。
　　三、從鋁土礦到鋁合金中典型反應(yīng)先后順序
　　氫氧化鋁是高中學(xué)習(xí)中典型的兩性氫氧化物，在制備氫氧化鋁及其有關(guān)性質(zhì)學(xué)習(xí)中經(jīng)常涉及到反應(yīng)物的量不同與操作方式不同等引起不同反應(yīng)先后順序問題。
　　1． 由操作引起的制氫氧化鋁中的反應(yīng)順序
　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖所示：（滴管中的試劑為逐滴加入直至過量）
　　圖1操作 滴加現(xiàn)象：逐滴加入時(shí)，產(chǎn)生白色絮狀沉淀。NaOH過量沉淀消失。發(fā)生的反應(yīng)：Al3++3OH-==Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-== AlO2-+2H2O。
　　圖2操作 滴加現(xiàn)象：逐滴加入時(shí)振蕩，沒有沉淀。后產(chǎn)生白色絮狀沉淀，且沉淀不再消失。發(fā)生的反應(yīng)：Al3++4OH-==AlO2-+
　　2H2O，Al3++3AlO2-+6H2O==4Al（OH）3↓。
　　圖3、圖4操作 滴加現(xiàn)象：產(chǎn)生白色絮狀沉淀，氨水過量或AlCl3過量沉淀不消失。發(fā)生的反應(yīng)：Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+。
　　由于實(shí)驗(yàn)操作方式的不同，發(fā)生反應(yīng)的情況與物質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)。根據(jù)不同的反應(yīng)情況，實(shí)驗(yàn)室可以選擇最優(yōu)制備氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)方案；工業(yè)上處理廢鋁或同鋁土礦制鋁中可以選擇最經(jīng)濟(jì)合理的方案。
　　2. 根據(jù)混合物中鋁與酸或堿反應(yīng)后的溶液中的反應(yīng)順序
　　因?yàn)殇X的兩性，所以當(dāng)鋁與酸或堿反應(yīng)后，由于初始反應(yīng)后的溶液成分不同，在反應(yīng)后的溶液中逐滴加入堿或酸，則反應(yīng)先與酸或堿發(fā)生中和反應(yīng)，然后發(fā)生沉淀反應(yīng)。
　　例2 在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過量NaOH溶液時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系可用數(shù)軸關(guān)系表示（如圖5）：
　　四、化合物在溶液中反應(yīng)先后順序的計(jì)算
　　酸、堿、鹽等物質(zhì)之間在溶液中混合時(shí)，反應(yīng)的順序是：氧化還原反應(yīng)→中和反應(yīng)→共沉淀反應(yīng)（誰(shuí)弱誰(shuí)優(yōu)先反應(yīng)）。計(jì)算此類問題，抓題干中心，從最佳角度切入是關(guān)鍵。
　　例3 將2.5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol·L-1的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）關(guān)系如圖6所示：
　　（1）寫出OA段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______ 。
　　（2）當(dāng)?shù)稳?5mL鹽酸時(shí)，產(chǎn)生CO2的體積為________mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）。
　　（3）計(jì)算原混合物中NaOH的質(zhì)量。（請(qǐng)寫出必要的判斷和計(jì)算過程）
　　分析：作為計(jì)算，該題具有一定的迷惑性。從混合物看，各組分的量未知，溶于水后，碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)誰(shuí)過量不知道，所以O(shè)A段反應(yīng)式得考慮NaOH與鹽酸的反應(yīng)，即（1）的離子方程式為：H++OH-==H2O；CO32-+H+==HCO3-。從滴加鹽酸來(lái)看計(jì)算，其實(shí)不用考慮原混合物中各組分間的反應(yīng)，直接考慮各組分與鹽酸的反應(yīng)更簡(jiǎn)單。由圖6可知道總n（HCO3-）＝1mol·L-1×（45-25）mL×10-3/L＝0.02mol，n（CO32-）+ n（OH-）＝1mol·L-1×（25-0）mL×10-3/L＝0.025mol。設(shè)原混合物中含Na2CO3為xmol，NaOH為ymol，NaHCO3為zmol，則x+z＝0.02，x+y=0.025，106x+40y+84z＝2.5。解得x＝0.01， y＝0.015，z＝0.01，則（2）V（CO2）＝1mol·L-1×（35-25）mL×10-3/L×22.4L/mol＝0.224L（3）m（NaOH）＝0.6g。但由于學(xué)生從反應(yīng)考慮，給解題帶來(lái)了困難。
　　 （浙江省浦江中學(xué)）