相互竞争的离子反应该谁先!看完必会
相互竞争的离⼦反应该谁先！看完必会
如果溶液中存在多种离⼦，则相互之间可能发⽣的反应类型有多种，此时溶液中可能发⽣“平⾏反应”，⼜可能发⽣“竞争反应”两种情况，“平⾏反应”主要指多个反应相互间没有影响可同时进⾏；⽽“竞争反应”是指由于反应能⼒不同，多个反应按⼀定的先后顺序逐步进⾏。
⼀、基本类型
（1）复分解反应之间的竞争
若某⼀溶液中同时存在⼏个可能的复分解反应，则⽣成更难溶解或更难电离物质的反应将优先进⾏。
【例题1】将⾜量CO2通⼊KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，⽣成沉淀的物质的量(n)和通⼊CO2体积(V)的关系正确的是
解析：由于混合溶液存在两种溶质，当向体系通⼊CO2时，存在着先与后的竞争。如果先与KOH反应，则反应后⽣成的K2CO3⽴即会与Ca(OH)2反应⽣成CaCO3，因此可以看成CO2先与Ca(OH)2反应。即⾸先发⽣的反应是：CO2 +
Ca(OH)2 ===CaCO3↓+H2O，在此过程中，沉淀的量逐渐增加。当Ca(OH)2反应完全后，究竟是KOH
与CO2作⽤还是CaCO3与CO2作⽤？如果是CaCO3与CO2作⽤则⽣成Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2⼜会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程沉淀的物质的量不变，当KOH消耗完全，CO2再与CaCO3反应，直⾄沉淀完全溶解。即先发⽣反应：CO2 + 2KOH===K2CO3+H2O，再发⽣反应：CO2 + H2O + K2CO3 ===2KHCO3，此过程中沉淀的量不变，当KOH 完全转化为KHCO3后，再发⽣反应CO2 + H2O + CaCO3===Ca(HCO3)2，这是沉淀的溶解过程，分析图像知D正确。
答案：D
（2）氧化还原反应之间的竞争
若某⼀溶液中同时含有多种还原性（氧化性）物质，则加⼊⼀种氧化剂（还原剂）时，优先氧化还原性（氧化性）强的物质。
【例题2】将⾜量Cl2缓缓通⼊含0.2 mol H2SO3和0.2 mol HBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2⽤量的关系⽰意图是（溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与⽔反应）
解析：由于H2SO3和HBr均能与Cl2发⽣氧化还原反应，故还原性强的⾸先反应。H2SO3的还原性强于HBr的还原性，故Cl2先氧化H2SO3：Cl2+ H2SO3+ H2O ===H2SO4+ 2HCl，⽣成的H2SO4和2HCl都是强酸，因此溶液的pH下降；当H2SO3完全反应后，再通⼊Cl2，发⽣的反应是：Cl2+ 2HBr===Br2+ 2HCl，溶液的pH不再改变。综上所述，A正确。
答案：A
（3）氧化还原反应与⾮氧化还原反应之间的竞争
⼀般情况下，氧化还原反应优先于⾮氧化还原反应的发⽣。
【例题3】往含Fe3+、H+、NO3－的混合溶液中加⼊少量SO32－，充分反应后，下列表⽰该反应的离⼦⽅程式正确的是
A. 2Fe3+ + SO32－+ H2O===2Fe2+ + SO42－+ 2H+
B. 2H+ + SO32 －===SO2↑+ H2O
C. 2H+ + NO3－+ 3SO32 －===3SO42－+ 2NO↑+ H2O
D. 2Fe3+ + 3SO32－+ 3H2O ===2Fe(OH)3↓+ 3SO2↑
D. 2Fe3+ + 3SO32－+ 3H2O ===2Fe(OH)3↓+ 3SO2↑
解析：从⽅程式的书写来看，各选项均正确。但要考虑到溶液中存在Fe3+、H+、NO3－，故溶液呈强氧化性，⽽SO32－具有强还原性，则发⽣的主要为氧化还原反应，因此B、D错误。那么SO32－是先
与Fe3+反应还是先与
H+ + NO3－反应呢？可分析如下：如果先与Fe3+反应则⽣成Fe2+，⽣成的Fe2+⼜会与H+ + NO3－反应，所以SO32－是先与H+ + NO3－反应，C正确。
答案：C
⼆、常考题型
（1）⼀种氧化剂（还原剂）与多种还原剂（氧化剂）反应，如把Cl2通⼊含有I－、Br－、Fe2+的溶液中，按照还原能⼒由强到弱的顺序，I－优先反应，其次是Fe2+，最后是Br－。
（2）⼀种酸（碱）与多种碱性（酸性）物质反应，如把盐酸逐滴加⼊到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照碱性有强到弱的顺序NaOH优先反应，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。
（3）若某⼀溶液中同时存在⼏种能与所加试剂形成沉淀的离⼦，则溶解度（严格地说应为溶度积）⼩的物质先沉淀。如向Mg(HCO3)2溶液中加⼊⾜量的氢氧化钠溶液，应优先⽣成Mg(OH)2沉淀，⽽不是MgCO3沉淀。
【练习1】在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加⼊0.01 mol铁粉，经搅拌后发⽣的变化应是
A. 铁溶解，析出0.01 molAg和0.01 mol Cu
B. 铁溶解，析出0.01 molAg并放出H2
C. 铁溶解，析出0.01 molAg溶液中不再有Fe3+
D. 铁溶解，析出0.01 molAg溶液中不再有Cu2+
解析：溶液中离⼦的氧化性Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+，加⼊0.01 mol Fe时依次发⽣如下反应：Fe + 2Ag+===2Ag +
Fe2+Fe + 2Fe3+ ===3Fe2+
0.005 mol 0.01 mol 0.01 mol 0.005 mol 0.01 mol
所以铁完全溶解，析出0.01 molAg，溶液中Fe3+恰好完全反应，Cu2+ 和H+ 未参与离⼦反应。
答案：C
【练习2】根据你所学知识分析酸式盐NaHCO3与碱Ba(OH)2的反应情况。
解析：在⽔溶液中存在如下电离：NaHCO3 ===Na++ HCO3－、Ba(OH)2 ===Ba2++ 2OH－。⾸先发⽣的反应是HCO3－+ OH－===CO32－+ H2O然后发⽣的反应是Ba2++ CO32 － ===BaCO3↓。但要注意NaHCO3与Ba(OH)2的⽤量：
（1）当Ba(OH)2（即Ba2+）⾜量时，CO32－不可能有剩余。反应的离⼦⽅程式为：
HCO3－+ Ba2++ OH－=== BaCO3↓+ H2O
（2）当Ba(OH)2（即Ba2+）不⾜量时，CO32－有剩余。反应的离⼦⽅程式为：
2HCO3－+ Ba2++ 2OH－===BaCO3↓+ 2H2O + CO32－
答案：见解析
【练习3】写出Mg(HCO3)2与澄清⽯灰⽔反应的离⼦⽅程式。解析：在⽔溶液中存在如下电离：Mg(HCO3)2 ===Mg2+ + 2HCO3－、Ca(OH)2===Ca2++ 2OH－。由于MgCO3的溶解性⽐Mg(OH)2⼤，所以Mg2+ 应⽣成Mg(OH)2⽽不是MgCO3。反应的离⼦⽅程式为：Mg2+ + 2HCO3－+ 2Ca2++ 4OH－===Mg(OH)2↓+ 2CaCO3↓+ 2H2O
答案：Mg2+ + 2HCO3－+ 2Ca2++ 4OH－===Mg(OH)2↓+ 2CaCO3↓+ 2H2O
三、双⽔解与复分解反应
能发⽣双⽔解反应的离⼦不多，常见的能发⽣互促的阳离⼦Al3+、Fe3+、NH4+，阴离⼦有CO32－、HCO3－、S2－、HS－、AlO2－、SiO32－，以上离⼦相遇⼀般发⽣双⽔解反应。如果溶液中既有符合发⽣双⽔解反应的条件，同时⼜有直接发⽣复分解反应的条件，究竟是复分解反应还是双⽔解反应，要⽐较⽣成物的溶解度的⼤⼩。
【例题4】CuSO4溶液与Na2S溶液混合，CuSO4溶液⽔解呈酸性，Na2S溶液⽔解呈碱性，符合发⽣双⽔解反应的条件，同时直接发⽣复分解反应⽣成CuS沉淀。究竟是复分解反应还是双⽔解反应，要⽐较⽣成物的溶解度的⼤⼩。
Cu2++ CO32－+ H2O ===Cu(OH)2↓+CO2↑
Cu2++ S2 － ===CuS↓因为CuS的溶解度远⽐Cu(OH)2⼩，所以发⽣的是复分解反应⽽不是双⽔解反应。
四、双⽔解与氧化还原反应
（1）FeCl3溶液与Na2S溶液既符合氧化还原反应发⽣的条件，⼜符合双⽔解反应发⽣的条件，⽣成物还能发⽣复分解反应。
2Fe3++ H2S===2Fe2++ S↓+ 2H+
2Fe3++ 3S2－+ 6H2O===2Fe(OH)3↓+3H2S↑
Fe2+ +S2－===FeS↓
实验证明在FeCl3过量时，发⽣如下反应：
2Fe3++ 3S2－+ 6H2O===2Fe(OH)3↓+3H2S↑
2Fe3++ S2 －===2Fe2+ + S↓
产物主要Fe(OH)3、H2S、S、Fe2+
分解反应在Na2S过量时，发⽣如下反应：
2Fe3++ 3S2－+ 6H2O===2Fe(OH)3↓+3H2S↑
2Fe3++ 3S2－===2FeS+ S↓
产物主要Fe(OH)3、H2S、S、FeS。
（2）CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应
复分解反应：Cu2+ + CO32 － ===CuCO3
双⽔解反应：Cu2++ CO32－+ H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑
2Cu2++ 2CO32－+ H2O===Cu2(OH)2CO3↓+ CO2↑
实验证明CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应⽣成的沉淀是由Cu2+、CO32－和OH－按不同⽐例组成的碱式盐，两者发⽣的是平⾏竞争反应。
五、盐与盐的反应⼀般要求两种盐是可溶的，⽣成物必须有沉淀。这种表述没有揭⽰反应的本质，其实离⼦反应的本质是只要存在使离⼦浓度降低的更低⽅向的反应，该反应就能进⾏。
（1）难溶盐的转化：CaSO4中加⼊Na2CO3溶液CaSO4(s) + CO32 － ===CaCO3↓+ SO42－CaSO4的溶解平衡
CaSO4(s)Ca2+(aq)＋SO42－(aq) ，CaSO4溶度积⼤⽽CaCO3溶度积⼩，CO32－与Ca2+结合溶解平衡向右移动，使沉淀CaSO4转化为CaCO3沉淀。
（2）沉淀的溶解：BaCO3中加⼊NH4Cl溶液
2NH4Cl + BaCO3===BaCl2+ 2NH3↑+ CO2↑+ H2O
易⽔解的盐NH4Cl产⽣的H+与不容性的盐溶解的CO32－结合⽣成CO2，使难溶电解质的溶解平衡
BaCO3(s)Ba2+(aq) + CO32－(aq)向溶解⽅向移动。
（3）强酸的酸式盐与弱酸盐的反应：2NaHSO4+Na2CO3===2Na2SO4+ CO2↑+ H2O
（4）正盐与酸式盐之间的反应：Na3PO4+ NaH2PO4 ===2Na2HPO4
另外，多离⼦反应分析：两种试剂混合，同时存在多个离⼦反应，分析时可令其中⼀种离⼦完全反应，然后分析另⼀种离⼦反应情况。如明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液与氢氧化钡溶液的反应。如向1 mol 明矾溶液中加⼊氢氧化钡溶液，可假设铝离⼦完全沉淀，则需要氢氧化钡1.5 mol，此时明矾溶液中的硫酸根离⼦只有1.5 mol沉淀为硫酸钡，则离⼦⽅程式可表⽰为：Al3++ 1.5SO42－+ 1.5Ba2++ 3OH－=== 1.5BaSO4↓+ Al(OH)3↓，然后将⼩数调整为整数即可。假设硫酸根离⼦完全沉淀，则需要氢氧化钡2 mol，⽽2 mol氢氧化钡提供4 mol氢氧根离⼦，故与1 mol铝离⼦恰好完全反应⽣成偏铝酸跟离⼦，则离⼦⽅程式可表⽰为：Al3++ 2SO42－+ 2Ba2++ 4OH－===2BaSO4↓+ AlO2－+ 2H2O；同理可写出任意⽐给定物质的量之⽐的反应的离⼦⽅程式。
六、链接⾼考
【安徽卷13】已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远⼤于Fe(OH)3。向浓度均为0.1mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加⼊NaOH溶液。下列⽰意图表⽰⽣成Al(OH)3的物质的量与加⼊NaOH溶液的体积的关系，合理的是
解析：根据题意Ksp[Al(OH)3]＞＞Ksp[Fe(OH)3]，因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时，⾸先应⽣成Fe(OH)3沉淀，当Fe3+沉淀完全后，再⽣成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，则Al(OH)3＋OH－=== AlO2－+ 2H2O，⽽题意是⽣成Al(OH)3的物质的量与加⼊NaOH溶液体积的关系，故C项图像符合实际情况。
答案：C

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