对苏教版《化学1》中反应先后顺序的思考

　　摘要：物质之间的反应是学习物质转化与制备新物质的必然途径，考虑物质之间转化的先后顺序是实现物质转化目标得以实现的关键。高中化学学习过程中，如何培养学生考虑物质转化的有序思维，是高中化学教学所需要的教学部分。
　　关键词：反应顺序；氧化还原；用量；操作；有序思维
　　
　　一、问题的来源
　　新课程苏教版《化学1》中，涉及到物质与物质转化过程中的反应问题，除了反应物的性质之外，经常牵涉到反应物的用量、反应进行的先后顺序、实际操作等具体问题。如何准确有效地解决此类问题，关键是理顺知识脉络，将貌似复杂的问题化简为几个简单的过程，以避免频繁错误的发生。下面由一堂同事的课引发与联想到反应顺序问题并作出分析。
　　二、计算氧化还原反应中的反应顺序
　　氧化还原反应的实质是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移，当强氧化剂与强还原剂相遇时，发生电子转移的程度越大（这就是所谓的强强组合），发生强反应，那么当多种氧化剂与一种还原剂或多种还原剂与一种氧化剂相遇时，就出现了强强优先的反应先后顺序问题。
　　例1 已知还原性：Fe2+＞Br－，往100 mL溴化亚铁溶液中缓慢通入2.24 L(标准状况)氯气，反应完成后溶液中有的溴离子被氧化成溴单质。则原溴化亚铁溶液的物质的量浓度为
　　A．1.2mol/LB．0.3mol/LC．1.4mol/LD．无法计算
　　分析：解此类问题的难点（1）：学生对氧化剂的氧化性或还原剂的还原性强弱的正确判断；（2）学生只看到Br-被氧化。正确的思路是：原溶液中Fe2+首先完全被氧化，之后的Br-被氧化。
　　正解：2.24 L（标准状况）氯气即0.1mol。设原溶液中有xmolFeBr2，则由得失电子守恒可得：x+2x×＝0.1×2，解得x＝0.12，因此c（FeBr2）＝1.2mol/L。
　　三、从铝土矿到铝合金中典型反应先后顺序
　　氢氧化铝是高中学习中典型的两性氢氧化物，在制备氢氧化铝及其有关性质学习中经常涉及到反应物的量不同与操作方式不同等引起不同反应先后顺序问题。
　　1． 由操作引起的制氢氧化铝中的反应顺序
　　实验设计如图所示：（滴管中的试剂为逐滴加入直至过量）
　　图1操作 滴加现象：逐滴加入时，产生白色絮状沉淀。NaOH过量沉淀消失。发生的反应：Al3++3OH-==Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-== AlO2-+2H2O。
　　图2操作 滴加现象：逐滴加入时振荡，没有沉淀。后产生白色絮状沉淀，且沉淀不再消失。发生的反应：Al3++4OH-==AlO2-+
　　2H2O，Al3++3AlO2-+6H2O==4Al（OH）3↓。
　　图3、图4操作 滴加现象：产生白色絮状沉淀，氨水过量或AlCl3过量沉淀不消失。发生的反应：Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+。
　　由于实验操作方式的不同，发生反应的情况与物质的性质密切相关。根据不同的反应情况，实验室可以选择最优制备氢氧化铝的实验方案；工业上处理废铝或同铝土矿制铝中可以选择最经济合理的方案。
　　2. 根据混合物中铝与酸或碱反应后的溶液中的反应顺序
　　因为铝的两性，所以当铝与酸或碱反应后，由于初始反应后的溶液成分不同，在反应后的溶液中逐滴加入碱或酸，则反应先与酸或碱发生中和反应，然后发生沉淀反应。
　　例2 在向铝镁合金溶于盐酸后的溶液中加入过量NaOH溶液时，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系可用数轴关系表示（如图5）：
　　四、化合物在溶液中反应先后顺序的计算
　　酸、碱、盐等物质之间在溶液中混合时，反应的顺序是：氧化还原反应→中和反应→共沉淀反应（谁弱谁优先反应）。计算此类问题，抓题干中心，从最佳角度切入是关键。
　　例3 将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积（标准状况下测定）关系如图6所示：
　　（1）写出OA段发生反应的离子方程式_______ 。
　　（2）当滴入35mL盐酸时，产生CO2的体积为________mL（标准状况下测定）。
　　（3）计算原混合物中NaOH的质量。（请写出必要的判断和计算过程）
　　分析：作为计算，该题具有一定的迷惑性。从混合物看，各组分的量未知，溶于水后，碳酸氢钠与氢氧化钠反应谁过量不知道，所以OA段反应式得考虑NaOH与盐酸的反应，即（1）的离子方程式为：H++OH-==H2O；CO32-+H+==HCO3-。从滴加盐酸来看计算，其实不用考虑原混合物中各组分间的反应，直接考虑各组分与盐酸的反应更简单。由图6可知道总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。设原混合物中含Na2CO3为xmol，NaOH为ymol，NaHCO3为zmol，则x+z＝0.02，x+y=0.025，106x+40y+84z＝2.5。解得x＝0.01， y＝0.015，z＝0.01，则（2）V（CO2）＝1mol·L-1×（35-25）mL×10-3/L×22.4L/mol＝0.224L（3）m（NaOH）＝0.6g。但由于学生从反应考虑，给解题带来了困难。
　　 （浙江省浦江中学）