熟知优先原理 有效解决问题

陈富波

[摘 要]采撷经典例题二三例，剖析其中的优先原理，以帮助学生有效地认识化学反应的普遍规律，从而正确解决有关化学问题。

[关键词]优先原理；置换；中和；析出

[中图分类号] G633.8[文献标识码] A[文章编号] 1674-6058（2018）11-0073-01

在某一体系中，当存在若干个过程时，往往有一个特殊的过程优先发生，这就是化学中的优先原理。现对初中化学中的优先原理做如下探讨。

一、优先置换原理

当一种金属与多种盐溶液或多种金属与一种盐溶液发生置换反应时，金属与盐中金属的活动性差异越大，反应越易进行。

【例1】 在硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，反应停止后过滤，滤液为蓝

色。下列判断正确的是（ ）。

A.滤渣中一定有银，没有锌和铜

B.滤渣中一定有锌和银，可能有铜

C.滤液中一定有硝酸铜、硝酸锌、硝酸银

D.滤液中一定有硝酸铜、硝酸锌，可能有硝酸银

解析：根据优先置换原理可知，锌先与硝酸银发生反应：Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag①，当锌剩余时再与硝酸铜发生反应：Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu②，反应后过滤，滤液为蓝色，说明滤液中有Cu（NO3）2，可见，反应①一定发生，反应②可能没发生，也可能发生，但Cu（NO3）2有剩余。因此，滤渣中一定有Ag，没有Zn，可能有Cu；滤液中一定有Zn（NO3）2、Cu（NO3）2，可能有AgNO3。

在学习中，学生应熟记常见金属的活动性顺序，明确金属与盐溶液的置换规律，再结合优先置换原理进行分析，问题即可顺利解决。

二、优先中和原理

酸、碱、盐之间发生复分解反应时，如果有酸和碱存在，那么酸和碱之间的中和反应优先发生。如在稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠首先与稀硫酸发生中和反应，当稀硫酸完全反应后，氢氧化钠才与硫酸铜发生反应。

【例2】 实验室有某氢氧化钠样品，其中含有少量碳酸钠杂质。将21.3g样品放在盛有173.4g水的烧杯中完全溶解，再向烧杯中逐滴加入稀盐酸至过量，实验中生成气体的质量与加入稀盐酸的质量关系如图1所示，请回答：（1）图中OA段表示的是稀盐酸与 的反应；（2）B点时，烧杯内溶液中溶质的质量分数是 。

解析：根据优先中和原理可知，向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中滴加稀盐酸，稀盐酸先与氢氧化钠发生中和反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O①，当NaOH完全反应后，稀盐酸再与碳酸钠发生反应：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑②。显然，图像中OA段是稀盐酸与氢氧化钠的反应，AB段是稀盐酸与碳酸钠的反应。B点时滴入的稀盐酸恰好完全反应。根据反应①、②可知，此时烧杯内得到的是氯化钠溶液，根据反应②利用气体的质量可求出碳酸钠的质量为5.3g，生成氯化钠的质量为5.85g，则原样品中氢氧化鈉的质量为21.3g-5.3g=16g，再根据反应①求出生成氯化钠的质量为23.4g，根据质量守恒定律求出溶液质量为21.3g+173.4g+100g—2.2g=292.5g，进而可求出烧杯内溶液的溶质质量分数为（23.4g+5.85g）/292.5g×100%=10%。

学生若清楚复分解反应发生的条件，熟练掌握酸、碱、盐之间的反应规律，并能结合优先中和的原理对这类问题进行分析即可解决问题。

三、优先析出原理

蒸发结晶常用于溶解度变化受温度影响不大的固体溶质，如氯化钠的结晶；降温结晶适用于溶解度受温度影响较大的固态物质，如硝酸钾的结晶。假设固体A的溶解度受温度变化影响较大，固体B的溶解度受温度变化影响较小，现有某温度下的A、B混合溶液，若降低温度，则固体A优先析出；若蒸发溶剂，则固体B优先析出。

【例3】 图2为氯化钠和硝酸钾固体的溶解度曲线。回答下列问题：（1）除去氯化钠中的少量硝酸钾，采用的方法是 ；（2）除去硝酸钾中的少量氯化钠，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，然后加热蒸发溶剂，使NaCl从溶液中析出，而KNO3大部分留在溶液中，趁热过滤，即得到较纯净的NaCl晶体。除去KNO3中的少量NaCl，可把混合物溶于热水中，配制成热的饱和溶液，然后降温，大量的KNO3晶体析出，而NaCl仍留在溶液中，过滤，即得到较纯的KNO3晶体。

在解答这类问题时，关键是弄清楚蒸发结晶和降温结晶的适用条件，然后，结合要提纯物质的溶解度随温度变化的特点选择合适的结晶方法。

通过以上分析可知，优先原理在解题中有重要的应用，学生应熟练掌握，以达到解题的最佳效果。

（责任编辑 罗 艳）