中考化學複分解反應順序問題的探究(一)

2021-01-18 初中化學大師

酸、鹼、鹽的混合物溶液發生的複分解反應存在一定的先後順序.該類試題通常以選擇題、圖像題、計算題等形式出現,是近幾年各省市中考試卷中的熱門試題,多數省份常常作為壓軸題來拉開分數選拔人才,許多考生感到非常棘手,解題時常常會思維混亂、無從下手,導致考生的得分率極低.筆者對這類中考試題進行了歸納和總結,供考生和同行們參考.

1 考點解讀

1.1概念:由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應,這樣的反應叫做複分解反應.

1.2特點:等價交換,化合物中各元素的化合價不變.

1.3條件:只有當兩種化合物互相交換成分,可能生成物[1]中有沉澱或有氣體或有水生成時,複分解反應才可以發生.

1.4實質:酸鹼鹽溶液中的離子數目減少,離子濃度降低「特殊離子對」結合生成沉澱或氣體或水.

2 酸鹼鹽溶液中的「特殊離子對」構成的知識網絡圖

3複分解反應的優先原則

如果酸、鹼、鹽混合溶液中發生兩個複分解反應,其中某種離子都能與另外兩種離子發生反應生成沉澱或氣體或水,且存在反應競爭關係,則該反應有先後順序.一般中和反應優先發生.

①若都是鹼性(或酸性)時,鹼性(或酸性)強者優先反應.

②若兩個複分解反應都是中和反應,一般強酸或強鹼會被優先中和.

③若無中和反應,一般產生氣體優先、生成沉澱在後.

4 典型中考題分類精析4.1 當混合溶液中發生的兩個複分解反應存在競爭關係時,則該反應有先後順序

4.1.1 在鹽和酸的混合溶液中加入鹼溶液,一般中和反應(鹼和酸)優先反應

例1 (2016·貴州省)向100克MgCl2和HCl的混合溶液中,逐滴加入10%的氫氧化鈉溶液,反應情況,如圖所示.

(1)當滴加氫氧化鈉溶液的質量至N點時所得溶液的pH值為_____(填編號);

A.大於7 B.等於7 C.小於7

(2)通過計算,確定M點的值,寫出計算過程.

【思路點撥】 向MgCl2和HCl的混合溶液中,逐滴加入10%的NaOH溶液時,不會立即產生白色沉澱Mg(OH)2.因為NaOH溶液中的OH-既能與鹽酸中的H+反應又能與MgCl2中的Mg2+反應,存在反應競爭關係,所以中和反應優先反應.只有當鹽酸中的H+反應完了以後,OH-才會和Mg2+反應生成Mg(OH)2白色沉澱.

解析:(1)當滴加氫氧化鈉溶液的質量至N點時,氫氧化鈉過量,溶液呈鹼性,pH>7.故選A;

(2)設與氯化鎂反應的氫氧化鈉的質量為x.

與氯化鎂反應的氫氧化鈉溶液的質量為:8g÷10%=80g.

由圖知,與鹽酸反應的氫氧化鈉溶液的質量為80g,故M的值為:80+80=160.

答案:(1)A;(2)M的值為160.

4.1.2 在鹽和鹼的混合液中加入酸溶液,一般中和反應優先反應

例2 (2016·南匯區)向一定量的NaOH,Na2CO3混合溶液中逐滴加入稀硫酸至過量,以下圖像正確的是(圖像中V表示體積,m表示質量,ω表示質量分數)( ).

【思路點撥】 向一定量的NaOH,Na2CO3混合溶液中逐滴加入稀H2SO4至過量時,不會立即產生CO2氣體.因為H2SO4中的H+既能與NaOH中的OH-反應又能與Na2CO3中的反應,存在反應競爭關係,所以中和反應優先反應.只有當NaOH中的OH-反應完了以後,才會和Na2CO3中的反應產生CO2氣體.

解析:反應的優先順序為:①H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;② H2SO4+Na2CO3=.當沒有滴加稀H2SO4時,NaOH、Na2CO3混合溶液顯鹼性,pH>7,當稀H2SO4過量時,反應後的溶液顯酸性,pH<7,故圖像①不正確;稀H2SO4先與NaOH反應沒有CO2氣體生成,當溶液中NaOH反應完之後CO2氣體的量才會逐漸增加,顯然圖像②正確;加入稀H2SO4之前,混合溶液中沒有硫酸鈉,硫酸鈉的起始質量應該為0,所以圖像③不正確;混合溶液中加入稀H2SO4,雖然一開始Na2CO3沒有參加反應質量不變,但是增加了滴加稀H2SO4的質量至過量,溶液總質量增加,所以碳酸鈉質量分數逐漸減少,NaOH反應完後,Na2CO3的質量逐漸減少直至為0,Na2CO3的質量分數變為0,顯然圖像④正確.

綜上所述,本題正確答案選C.

4.1.3 在鈣鹽(鋇鹽)和酸的混合溶液中加入碳酸鹽,產生氣體優先,生成沉澱在後

例3 (2016·麗水)向一定量CaCl2和HCl的混合溶液中,逐漸加入Na2CO3溶液,反應過程中產生氣體或沉澱的質量與加入的Na2CO3溶液的質量關係如圖所示,下列說法錯誤的是( ).

A.OE發生化學反應:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

B.PF有沉澱生成

C.G點溶液的pH>7

D.F點溶液中的溶質只有兩種

【思路點撥】 向CaCl2和HCl的混合溶液中滴加Na2CO3溶液時,不會立即產生白色沉澱 CaCO3,因為 Na2CO3中的CO32-既能與鹽酸中的H+反應又能與CaCl2中的Ca2+反應,存在反應競爭關係,所以Na2CO3中的CO32-與鹽酸中的H+優先反應產生CO2氣體.只有當鹽酸中的H+反應完了以後,才會和CaCl2中的Ca2+反應生成白色沉澱CaCO3.

解析:反應的優先順序為:①Na2CO3+由圖可知:A.OE段發生的反應是碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水、二氧化碳,所以A選項正確;B.PF段是氯化鈣與碳酸鈉反應生成氯化鈉和白色沉澱碳酸鈣,所以B選項正確;C.G點加入的碳酸鈉(含OH-,顯鹼性)是過量的,所以溶液的pH>7,所以C選項是正確的;D.F點表示氯化鈣與碳酸鈉恰好完全反應生成白色沉澱碳酸鈣和氯化鈉,所以溶液中的溶質只有氯化鈉一種,D選項錯誤.

綜上所述,本題正確答案選D.

4.1.4 若都是鹼性(或酸性)時,鹼性(或酸性)強者優先反應

例4 將足量的CO2不斷通入KOH,Ba(OH)2的混合溶液中按反應的先後順序依次寫出化學方程式.

【思路點撥】這是酸性氣體CO2分別與一組鹼性物質發生的化學反應,鹼性強者優先反應.

解析:題設所給的兩種溶液與反應生成的 K2CO3,BaCO3鹼性強弱順序為:Ba(OH)2>KOH>K2CO3>BaCO3,故通入 CO2發生反應的先後順序為:

例5 將HCl和CO2的混合氣體通入澄清石灰水中,為什麼不能產生沉澱?

【思路點撥】這是鹼性物質Ca(OH)2與一組顯酸性的氣體發生的化學反應,酸性強者優先反應.

解析:酸性強弱順序為:HCl>CO2,故將HCl和CO2的混合氣體通入澄清石灰水中反應的先後順序為:原因是HCl先和Ca(OH)2反應,所以不能產生沉澱.

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