例析氧化还原反应中的顺序问题

近年来，有关氧化还原反应的顺序问题频频出现在各类考试当中，并逐步成为考试命题的热点，现在笔者对此类问题进行总结，选析一些试题供大家参考。

考查内容：多种氧化剂与同一还原剂反应时，氧化性强的物质先发生反应，氧化性弱的物质后发生反应；多种还原剂与同一氧化剂反应时，还原性强的物质先反应，还原性弱的物质后反应。

考查题型：选择题、填空题、计算题。

解题原则：“强强优先，逐级反应。”

【例1】 向含nmolFeBr2的溶液中通入nmolCl2，所发生反应的离子方程式为（ ）。

A.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

B.2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

C.2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

D.2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

解析：当Fe2+、Br-与足量Cl2反应时，两者都被完全氧化；但当Cl2不足量时，必须弄清两者还原性强弱关系：Fe2+>Br-，也就是说，在同等条件下，Fe2+先被氧化，当Fe2+全部被氧化后，Br-才开始被氧化；反之，只要Br-被氧化了，说明Fe2+已全部被氧化。A、B选项错误在于认为只发生了某一个反应，忽视了另外一个反应的存在；选项C是在Cl2足量的条件下的反应，不符合题意；根据题干信息，FeBr2溶液与Cl2的物质的量均为nmol，因此可以确定D选项正确。

【例2】 在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度比为4∶2∶1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为1∶3∶9，则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为（ ）。

A.５∶４ B.４∶５ C.３∶５ D.５∶６

解析：本题考查多个氧化还原反应的先后顺序。加入铁粉可能发生以下反应：①Fe+2Fe3+=3Fe2+,②Fe+Cu2+=Fe2++Cu。因氧化性Fe3+>Cu2+，所以反应顺序是反应①先发生，反应②后发生，由反应Fe3+有剩余可知，加入铁粉只发生了反应①，设加入铁粉的物质的量为xmol，原混合物中n(Fe3+)∶n(Cu2+)∶n(Fe2+)分别为4mol、2mol、1mol，则反应后分别为(4-2x)mol、2mol、(1+3x)mol；(4-2x)∶2∶(1+3x)=1∶3∶9得x=5/3,所以n(Fe)∶n(Cu2+)=5∶6，正确答案为Ｄ。

【例3】 将铁粉、铜粉和FeCl2、FeCl3、CuCl2的混合溶液放在一容器里，按下列情况分析判断哪些金属离子或其单质能同时存在，哪些不能同时存在。

（1）反应后有铁粉剩余，则容器中可能有 。

（2）反应后有Cu2+和Cu，则容器中不可能有 。

解析：氧化性：Fe3+>Cu2+；还原性：Fe>Cu根据“强强优先”原则：

(1)反应后，铁粉有剩余，反应顺序为：①2Fe3++Fe=3Fe2+；②Cu2++Fe=Fe2++Cu。铁粉未用完，Fe3+、Cu2+全部被还原，因此可确定容器中可能有Fe2+、Cu、Fe。

(2)铁粉不足时，可能的反应顺序为：①2Fe3++Fe=3Fe2+；②Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。有铜剩余，说明Fe3+已全部反应完，有Cu2+则无Fe，因此可确定容器中不可能有Fe3+与Fe。

【例4】 将铁粉投入到盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中反应完毕时，若烧杯底部有铁粉剩余，溶液中一定不含的金属离子是 ，若烧杯中没有铁粉剩余，则溶液中一定含有的金属离子是 ，若溶液中不含有Cu2+时，则一定不含有的金属离子是 。

解析：因为Cu2+、Ag+、Fe3+三种离子的氧化性顺序为：Ag+>Fe3+>Cu2+,当加入铁粉时，反应顺序为①2Ag++Fe=2Ag+Fe2+；②2Fe3++Fe=3Fe2+；③Cu2++Fe=Cu+Fe2+。当铁粉有剩余时Ag+、Fe3+、Cu2+将全部反应；若铁粉不剩余时，溶液中一定含有的离子只有Fe2+；溶液中不含Cu2+时，因为Ag+、Fe3+的氧化性比Cu2+强，所以一定不再有Ag+和Fe3+。

答案：Ag+、Fe3+、Cu2+;Fe2+;Ag+、Fe3+。

【例5】 向400mL溴化亚铁溶液中缓慢通入1120mLCl2（标况）,溶液中有1/3Br-被氧化。求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。

解析：根据反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-可判断离子的还原性Fe2+>Br-。根据题意，Br-部分被氧化时，则Fe2+全部被氧化，因为通入的氧化剂Cl2先和Fe2+发生反应，只有将Fe2+氧化完，才能氧化Br-。

解：设原溶液中含FeBr2的物质的量为x，则

n(Fe2+)=x,n(Br-)=2x，

被氧化的Br-为2x3。

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

xx22x3x3

氯气的物质的量为：x2+x3=1120×10-322.4mol

解得x=0.06mol

所以c(FeBr2)=0.06mol0.4L=0.15mol?L-1