熟知優先原理 有效解決問題

陳富波

[摘 要]采擷經典例題二三例，剖析其中的優先原理，以幫助學生有效地認識化學反應的普遍規律，從而正確解決有關化學問題。

[關鍵詞]優先原理；置換；中和；析出

[中圖分類號] G633.8[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-6058（2018）11-0073-01

在某一體系中，當存在若干個過程時，往往有一個特殊的過程優先發生，這就是化學中的優先原理。現對初中化學中的優先原理做如下探討。

一、優先置換原理

當一種金屬與多種鹽溶液或多種金屬與一種鹽溶液發生置換反應時，金屬與鹽中金屬的活動性差異越大，反應越易進行。

【例1】 在硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中加入一定量的鋅粉，反應停止后過濾，濾液為藍

色。下列判斷正確的是（ ）。

A.濾渣中一定有銀，沒有鋅和銅

B.濾渣中一定有鋅和銀，可能有銅

C.濾液中一定有硝酸銅、硝酸鋅、硝酸銀

D.濾液中一定有硝酸銅、硝酸鋅，可能有硝酸銀

解析：根據優先置換原理可知，鋅先與硝酸銀發生反應：Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag①，當鋅剩余時再與硝酸銅發生反應：Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu②，反應后過濾，濾液為藍色，說明濾液中有Cu（NO3）2，可見，反應①一定發生，反應②可能沒發生，也可能發生，但Cu（NO3）2有剩余。因此，濾渣中一定有Ag，沒有Zn，可能有Cu；濾液中一定有Zn（NO3）2、Cu（NO3）2，可能有AgNO3。

在學習中，學生應熟記常見金屬的活動性順序，明確金屬與鹽溶液的置換規律，再結合優先置換原理進行分析，問題即可順利解決。

二、優先中和原理

酸、堿、鹽之間發生復分解反應時，如果有酸和堿存在，那么酸和堿之間的中和反應優先發生。如在稀硫酸和硫酸銅的混合溶液中，逐滴加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉首先與稀硫酸發生中和反應，當稀硫酸完全反應后，氫氧化鈉才與硫酸銅發生反應。

【例2】 實驗室有某氫氧化鈉樣品，其中含有少量碳酸鈉雜質。將21.3g樣品放在盛有173.4g水的燒杯中完全溶解，再向燒杯中逐滴加入稀鹽酸至過量，實驗中生成氣體的質量與加入稀鹽酸的質量關系如圖1所示，請回答：（1）圖中OA段表示的是稀鹽酸與 的反應；（2）B點時，燒杯內溶液中溶質的質量分數是 。

解析：根據優先中和原理可知，向氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液中滴加稀鹽酸，稀鹽酸先與氫氧化鈉發生中和反應：NaOH+HCl=NaCl+H2O①，當NaOH完全反應后，稀鹽酸再與碳酸鈉發生反應：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑②。顯然，圖像中OA段是稀鹽酸與氫氧化鈉的反應，AB段是稀鹽酸與碳酸鈉的反應。B點時滴入的稀鹽酸恰好完全反應。根據反應①、②可知，此時燒杯內得到的是氯化鈉溶液，根據反應②利用氣體的質量可求出碳酸鈉的質量為5.3g，生成氯化鈉的質量為5.85g，則原樣品中氫氧化鈉的質量為21.3g-5.3g=16g，再根據反應①求出生成氯化鈉的質量為23.4g，根據質量守恒定律求出溶液質量為21.3g+173.4g+100g—2.2g=292.5g，進而可求出燒杯內溶液的溶質質量分數為（23.4g+5.85g）/292.5g×100%=10%。

學生若清楚復分解反應發生的條件，熟練掌握酸、堿、鹽之間的反應規律，并能結合優先中和的原理對這類問題進行分析即可解決問題。

三、優先析出原理

蒸發結晶常用于溶解度變化受溫度影響不大的固體溶質，如氯化鈉的結晶；降溫結晶適用于溶解度受溫度影響較大的固態物質，如硝酸鉀的結晶。假設固體A的溶解度受溫度變化影響較大，固體B的溶解度受溫度變化影響較小，現有某溫度下的A、B混合溶液，若降低溫度，則固體A優先析出；若蒸發溶劑，則固體B優先析出。

【例3】 圖2為氯化鈉和硝酸鉀固體的溶解度曲線。回答下列問題：（1）除去氯化鈉中的少量硝酸鉀，采用的方法是 ；（2）除去硝酸鉀中的少量氯化鈉，采用的方法是 。

分析：除去NaCl中的少量KNO3，可先把混合物溶于水，然后加熱蒸發溶劑，使NaCl從溶液中析出，而KNO3大部分留在溶液中，趁熱過濾，即得到較純凈的NaCl晶體。除去KNO3中的少量NaCl，可把混合物溶于熱水中，配制成熱的飽和溶液，然后降溫，大量的KNO3晶體析出，而NaCl仍留在溶液中，過濾，即得到較純的KNO3晶體。

在解答這類問題時，關鍵是弄清楚蒸發結晶和降溫結晶的適用條件，然后，結合要提純物質的溶解度隨溫度變化的特點選擇合適的結晶方法。

通過以上分析可知，優先原理在解題中有重要的應用，學生應熟練掌握，以達到解題的最佳效果。

（責任編輯 羅 艷）