中学化学中的优先原理

王摩尔

中学化学中多种物质之间发生反应时，常常有多种可能，反应的途径不同，得到的结果就必然有异，所以，要获得正确的结论，通常必须要确定反应的先后顺序，否则，各反应混乱，必然影响答题。多种物质之间发生反应先后顺序的一般规律是强强组合，强者优先反应，了解这些先后顺序，对于学好化学知识是大有裨益的。因此，本文特将中学化学中的优先原理举例归纳如下。

⒈ 优先置换原理

如果某金属能同时与多种盐溶液发生置换反应时， 一般是在金属活动性顺序表中位置相隔越远的越优先发生置换反应。

例⒈ 在CuSO4和FeSO4的混合溶液中加入锌粉，下面几种情况中不可能出现的是（ ）

A.锌粉无剩余，溶液中若有Cu2+，则必定有Fe2+

B.锌粉有剩余，溶液中只有Fe2+，而无Zn2+和Cu2+、

C.锌粉无剩余，溶液中无Cu2+，一定有Zn2+，可能有Fe2+

D.锌粉有剩余，溶液中只有Zn2+，而无Cu2+和Fe2+

解析：锌粉应该优先置换Cu2+，反应完后，再置换Fe2+。选B。

⒉ 优先放电原理

电解电解质水溶液时，阳极放电顺序为：

活泼金属阳极(Au、Pt除外)＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子＞F-。

即位于前边的还原性强的微粒优先失去电子。只要有水，含氧酸根离子和F-就不能失去电子。

阴极：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+

即位于前边的氧化性强的微粒优先得到电子。只要有水，一般H后面的离子不能得到电子。

例⒉ 用铂电极电解含物质的量浓度相同的Fe2+、Fe3+、H+的混合溶液时，优先在阴极上还原的是( )。

A.Cu2+ B.Fe2+ C.Fe3+ D.H+ 选 C。

⒊ 优先氧化原理

若某一溶液中同时含有多种还原性物质，则加入一种氧化剂时，优先氧化还原性强的物质。如还原性：S2－＞I－＞Fe2+＞Br-＞Cl-，在同时含以上离子的溶液中通入Cl2按以上顺序依次被氧化。

例⒊ 向l00ml含0.005moI/LKI和0.005mol/LKBr的混合溶液中通入标准状况下的Cl256m1，生成物为( )。

A.KCl和Br2 B.KCl和I2 C.KCl和Br2、I2 D.Br2

解：因为还原性I-＞Br-，所以Cl2优先氧化I-，nI-＝0.005×0.l＝0.0005mol，nCl2＝56/22400＝0.00025mol，由2I-＋Cl2＝I2＋2Cl-知I-和Cl2刚好反应完。Br-未反应，选B。

⒋ 优先还原原理

若某一溶液中同时含有多种氧化性物质，则加入一种还原剂时，优先还原氧化性强的物质。如Fe3+、Cu2+、Fe2+同时存在的溶液，加入Zn粉，按氧化性最由强到弱的顺序依次被还原，即按Fe3+、Cu2+、Fe2+顺序反应。

例⒋ 在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.lmol的酸性混合溶液中加入0.1mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是( )。

A.铁溶解，析出0.1molAg和0.05molCu

B.铁溶解，析出0.lmolAg并放出H2

C.铁溶解，析出0.1molAg,溶液中不再有Fe3+

D.铁溶解，析出0.lmolAg，溶液中不再有Cu2+。

解：因为氧化性Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+，所以AgNO3与铁先发生：

2Ag+ ＋ Fe ＝ 2Ag＋Fe2+ 再发生：2Fe3+＋ Fe＝3Fe2+

0.1m01 0.05m0l 0.1m01 0.1m01 0.05m01

故选 C。

⒌ 优先中和原理

如果在溶液中能同时发生酸碱中和反应和其他复分解反应时，一般是酸碱中和反应优先于其他复分解反应而进行。

若某一溶液中同时含有几种酸性物质(或碱性物质)，当加入一种碱(或酸)时，酸性(或碱性)强的物质优先被中和。

例⒌ 给NaOH、Na2CO3的混合溶液中加入盐酸时，先发生：NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O

再发生：Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl最后发生：NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2＋H2O

化学上常利用此原理和酚酞、甲基橙双指示剂测定烧碱的纯度。当第一和第二个反应完成时酚酞变色，第三个反应完成时甲基橙变色。

⒍ 优先排布原理

在多电子原子里，电子的能量不相同。离核愈近，能量愈低。电子排布时，优先排布在能量较低的轨道上，待能量低的轨道排满之后，再依次排布到能量较高的轨道上去。

例⒍ 20号元素钙的电子排布：

电子排布式：20Ca 1s22s22p63s23p64s2

⒎ 优先挥发原理

当蒸发沸点不同的物质的混合物时：低沸点的物质优先挥发(有时亦可形成共沸物)。

例⒎ 将100克36%的盐酸蒸发掉10克水后关于盐酸浓度的叙述正确的是（ )。

A.增大 B.变为40% C.变小 D.不变

解析：因为HCl的沸点比水低，当水被蒸发时，HCl已蒸发掉了，所以选C。

再如，石油的分馏，先挥发出来的是沸点最低的汽油，其次是煤油、柴油、润滑油等。

⒏ 优先鉴别原理

鉴别多种物质时：先用物理方法(看颜色，观状态，闻气味，观察溶解性)，再用化学方法：固体物质一般先溶解配成溶液，再鉴别；用试纸鉴别气体要先润湿试纸。

例⒏ 不用任何试剂，也不用焰色反应，如何鉴别NaNO3、BaCl2、MgSO4、NaOH、FeCl3溶液。

解析：可先通过颜色观察出FeCl3，再以FeCl3为试剂鉴别出NaOH，然后以NaOH为试剂鉴别出MgSO4，以MgSO4为试剂鉴别出BaCl2，最后余下的是NaNO3

⒐ 优先吸附原理

任何固体都有吸附气体和液体的特性。但不同的固体物质对不同的气体或液体吸附能力不同，吸附能力大者优先吸附。

例⒐ 将活性炭粉末投入到NO2和O2的混合气体中，活性炭会优先吸附NO2，而留下O2，因为活性炭对有色气体和有色物质吸附能力很强，因此，制糖工业中常用活性炭使糖浆脱色。

⒑ 优先吸收原理

用干燥剂干燥气体或用液体净化气体时，优先吸收溶解度大的气体或易被吸收的气体。

例⒑ 实验室制Cl2时，Cl2中常混有少量HCl，为除去HCl，常把Cl2和HCl的混合气体通入饱和食盐水，因为HCl在水中溶解度大，所以优先被吸收，Cl2仅有少量损耗。


⒒ 优先溶解原理

若一种试剂加入到含有多种沉淀的混合物中时，溶解度大的物质先溶解。

例⒒ 在AgCl、AgBr、AgI沉淀的混合物中加入浓氨水，AgCl先溶解，而AgBr、Agl则不溶。因为AgCl在氨水中的溶解度比AgBr、AgI大，AgCl电离出的[Ag+]大，

AgCl（固）⇌Ag+＋Cl- Ag+＋2NH3.H2O＝[Ag（NH3）2]+＋2H2O

同理给AgBr、AgI的混合物中加入Na2S2O3溶液，AgBr溶解。

⒓ 优先沉淀原理

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(严格讲应为溶度积)小的物质优先沉淀。如Mg(OH)2溶解度比MgCO3小，除Mg2+尽量用OH-。

例⒓ 向KCl、NaBr、KI混合溶液中逐渐加入AgNO3溶液时，因AgI、AgBr、AgCl溶解度依次增大，AgI溶解度最小，所以先析出AgI，其次为AgBr，最后为AgCl。

⒔ 优先结晶原理

当将含有多种微粒的溶液蒸发掉一定量溶剂或改变溶液温度时，溶解度小或溶解度变化大的物质优先析出。

例⒔ 取100克水，配成100℃时KCl饱和溶液，又取50克水加入35.4克NaNO3配成溶液。将这两种溶液混合后，在l00℃时有晶体析出，试计算析出的是什么晶体?

(已知100℃时各物质的溶解度为：KCl 31g、NaNO3 80g、KNO3 20.9g、NaCl 35.8g）

解：KCl、NaNO3、KNO3、NaCl在100℃时150g水中可溶解各46.5g，120g，31.35g，53.7g

KCl＋NaNO3＝KNO3＋NaCl

74.5 85 101 58.5

31 35.4 x y

列式解之x＝42.3(g) y＝24.3(g)

∵ 溶液中有以上物质：KCl 31g，NaNO3 35.4g，KNO3 42.3g，NaCl 24.3g

∴ KNO3优先析出。析出量为：

42.3－31.35＝10.95(g)

此题实质是溶液中存在着K+、Na+、NO3-、Cl-四种离子，可以自由组合成KCl、NaNO3、KNO3、NaCl四种物质。因温度变化时，KNO3首先达到过饱和状态，所以KNO3优先析出。

⒕ 优先考虑原理

中学化学中的许多问题是对立统一的，存在着矛盾的主要方面和次要方面。所以我们考虑问题时，不但要全面分析，而且要优先考虑主要方面。

例⒕ 比较物质熔沸点时,先考虑晶体类型，再考虑晶体内部微粒间的作用力，一般：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

例⒖ 比较微粒半径时，先考虑电子层，再考虑核电荷数。如O2-、Cl-、S2-、Br-、I-的半径从小到大的顺序应为：02-、Cl-、S2-、Br-、I-。

⒖ 优先书写原理

大多数有机反应(亦有少数无机反应)，反应物相同，在同一条件下可发生多个平行反应。但写方程式时，只写主要产物。

比如甲苯的硝化反应，硝基可以在邻位、对位和间位取代，我们可以控制反应条件，如优先生成对硝基甲苯，书写化学方程式时，只写生成对硝基甲苯的。C7H8＋HNO3→C7H7NO2＋H2O

⒗ 优先吸引原理

⑴ 极性分子与极性分子间作用力＞极性分子和非极性分子间作用力＞非极性分子和非极性分子间作用力

⑵ 化学键＞氢键＞分子间作用力

⑶ 组成和结构相似的共价型分子，分子量愈大，分子间作用力愈大。

⒘ 优先操作原理

⑴ 安装仪器：从下到上，从左到右。

⑵ 往玻璃管上套橡胶管、橡胶塞、乳胶头时，先蘸少量水，再往里套。

⑶ 制气体：实验室制备气体时，先检验装置的气密性，再加入试剂进行反应。

⑷ 检验气密性：先把导气管的一端放入水中，再用双手紧贴容器的外壁。

⑸ 装药品：向反应容器中加反应物时，如果反应物为固体和液体，先加固体，再加液体。而且加固体药品时应该先把试管平放，再装药品。

⑹ 加热试管中的物质,先给整个试管预热，再集中火力加热药品部位.以免由于受热不均而引起试管炸裂。

⑺ 气体净化：先洗气净化，再干燥。

⑻ 用排水法收集气体完毕后，先将导管从水槽中取出，再熄天酒精灯停止加热，防止发生倒吸。

⑼ 点燃H2、C0、CH4等可燃性气体：点燃前一定要先检验气体的纯度，再点燃，防止发生爆炸。

⑽ H2还原CuO的实验：实验开始先通氢，排净空气再点灯；实验结束先熄灯，待试管冷却再停氢。

⑾ 检验混合气体中的气体：先用无水CuSO4检验水蒸气，然后再检验其他气体。

⑿ 过滤：先过滤上层的清液，再过滤下层的浑浊液。

⒀ 酸（或碱）流到实验台上：先用碳酸氢钠溶液（或稀醋酸）冲洗，再用水冲洗。

⒁ 稀酸（或碱）沾到皮肤或衣物上：先用较多的水冲洗，再用碳酸氢钠溶液（或硼酸）冲洗。

⒂ 浓硫酸沾到皮肤和衣物上：先迅速用抹布擦拭，再用水冲洗，然后用碳酸氢钠溶液冲洗。

⒃ 稀释浓硫酸：先在烧杯中放入水，再把浓硫酸沿玻棒靠着器壁慢慢注入水里。

⒄ 滴定管、分液漏斗、容量瓶、启普发生器等玻璃仪器在使用前要先检验是否漏水。

⒅ 做酸碱中和反应的滴定实验：先在碱溶液中滴加酚酞指示剂，再逐滴加入酸。

⒆ 制备Fe(0H)3胶体时,先将水加热至沸腾,再将饱和的FeCl3溶液滴入到沸水中，搅拌得到红褐色澄清溶液即可。

⒇ 检验卤代烃中卤素离子种类时，先加碱使之水解，后加酸中和，再加入硝酸银溶液,观察生成沉淀的颜色。

例⒗ 下列操作中必须先完成的用操作编号（即A或B）解答下列各题：

例：稀释浓硫酸：操作A用玻璃棒搅拌硫酸；操作B把浓硫酸加入水中。

① 制备气体：操作A加药品；操作B检查装置的气密性。

② 用排水法收集氧气完毕：操作A将导气管移出水面；操作B熄灭酒精灯。

③ 用盐酸中和氢氧化钠溶液：操作A滴加酚酞试液；操作B加盐酸。

④ 不慎将硫酸沾到皮肤上：操作A用大量水冲洗；操作B用抹布拭去。

解析：该题的答案为：1－B、2－A、3－A、4－B。