黄映红
摘要：竞争关系无处不在，在化学反应中也是如此。仅就初中阶段而言，复杂化学反应所涉及到的反应顺序的先后问题，便可视为化学反应中的竞争问题来理解。正确认识化学反应中所存在的“竞争性”关系，对于学生深入掌握化学反应的先后顺序等具有重要作用。本文在初中化学知识体系中选择了部分存在竞争关系的化学反应问题来进行分析，希望能为学生掌握此类问题的思考方法、提升化学分析和问题解决能力提供帮助。
关键词：初中化学;化学反应;竞争关系
中图分类号：G4 文献标识码：A
一、引言
在当下，学生普遍是在九年级正式开始接受系统化的化学学科教学，在课程改革持续深入的背景下，初中化学课程标准的要求也在不断提高，更注重对学生化学分析过程与方法的培养。化学反应的顺序问题一直是初中化学的难点，当一种物质能够与混合物中两种或两种以上的物质都能发生反应的情况下，孰先孰后？生成物是否能够继续发生反应？有何判断标准？这类问题也是重要的考点，对学生的化学知识面和综合分析能力有着较高的要求，教师要在日常教学中针对性地总结化学反应的先后顺序问题，帮助学生建立对化学反应的实质性認知。
二、酸碱盐反应的竞争关系
在酸碱中和反应中同样存在竞争关系，具体而言，如果溶液中同时存在几种酸性强弱不同的酸（碱）性物质，如果在溶液中加入一种碱（酸）性物质，那么按照酸（碱）性的强弱为先后顺序，酸（碱）性强的物质先被中和。如果酸、碱、盐之间发生复分解反应时，若同时有酸和碱存在，那么优先发生酸碱之间的中和反应。例如，假设现有硫酸铜和稀硫酸的混合溶液，现在向混合溶液中逐滴加入氢氧化钠。依照中和反应下的优先原理，混合溶液中先发生的是稀硫酸和氢氧化钠之间的中和反应。随着氢氧化钠量的增加，当稀硫酸被消耗完之后，硫酸铜才能加入到化学反应之中。
例1：逐滴将碳酸钠溶液滴入含有氯化钙和盐酸的混合溶液中，已知溶液会产生气体，判断其气体产生的情况符合哪张图象的描述（ ）
解析：在这一题中，可以采用反证法进行推断，这也是判断化学反应先后顺序的常用办法。具体思路为：在复杂反应过程中，假设某一反应优先发生，那么会优先生成对应的反应生成物，判断反应生成的物质是否能合理地存在于这一反应环境中，如果不能合理存在，那么假设不成立，则应优先生成的应是另一种物质[2]。相反，如果判断这一物质能够合理存在，则假设成立，该化学反应应优先生成该物质，该物质所涉及的反应也优先发生。
按照反证法的思路来分析这一题，我们先假设碳酸钠与氯化钙的反应优先发生，即实验中优先生成的物质为碳酸钙。
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+ 2 NaCl
根据反应的化学方程式，可以判断此时烧杯中有 CaCO3、NaCl和盐酸溶液中未发生反应的HCl;而生成的CaCO3会在这时候和HCl发生反应。因此可以判断碳酸钠与氯化钙的反应优先发生这一假设不成立。
然后重新假设碳酸钠与盐酸的反应优先发生，即实验中优先生成的物质为CO2。对应的化学方程式为：
Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
可以判断，此时烧杯中生成了 CO2和 NaCl，加上未发生反应的原物质CaCl2。已知CaCl2和NaCl、CO2不会发生反应，由此可以判断出原假设成立，即实验先生成的物质为CO2，碳酸钠与盐酸的反应优先发生。
综合以上的假设和验证情况，可以判断出当向烧杯中加入氢氧化钠时，烧杯中的混合溶液中盐酸先与之发生反应生成气体CO2，实验一开始便有气体生成，所以图A是正确的。与之类似的还有判断复杂化学反应中沉淀物质量随时间的变化情况，也可以采用反证法，分别假设不同物质的优先生成，根据其结果的合理性来判断假设是否成立。在化学反应先后顺序的判断问题中，反证法能够拓宽学生的解题思路，比之让学生直接记忆结论，通过有效推理更能保证答案的准确度。
三、氧化还原反应中的竞争关系
假设混合溶液中融合了浓度相近的不同还原剂（氧化剂），若在其中加入一种氧化剂（还原剂），那么通常情况下物质按照还原性（氧化性）由强到弱的顺序依次被氧化（被还原）[1]。也就是说，混合溶液中还原性（氧化性）强的物质先被氧化（被还原），还原性（氧化性）弱的物质后被氧化（被还原）。
例2：假设现有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液若干，现在向溶液中加入一定量的铁粉，待充分反应后用滤纸对溶液进行过滤，那么可以肯定滤纸上一定会出现的情况是（ ）
A：Fe和Cu都有;
B：有Ag;
C：有Cu;
D：Ag和Cu都有
解析：这一题也是考查化学反应的先后顺序，已知AgNO3和铁粉反应会生成Ag，Cu（NO3）2和铁粉反应会生成Cu，但是与AgNO3的反应要优先于与Cu（NO3）2的反应，在AgNO3被完全消耗的情况下铁粉才能继续与Cu（NO3）2反应生成Cu。结合选项内容，在确定有金属析出的情况下，可以肯定一定会有Ag，Cu和Fe只有在铁粉的量足够大的情况下才有可能生成，所以选项B最符合题目要求。
例3：将0.01mol的铁粉加入含有Cu（NO3）2、Al（NO3）3、AgNO3、Fe（NO3）3各0.01mol的混合溶液中，在充分反应的情况下，下列哪种情况不会发生（ ）
A：Fe2+为0.015mol，Fe3+为0.005mol;
B：Cu2+的量没有发生变化，而Fe3+全部被还原;
C：Al3+的量没有发生变化，而Ag+全部被还原;
D：铁粉被消耗完，Fe2+为0.02mol
解析：本题涉及到包含四种物质的混合溶液，所以在考虑和铁粉发生化学反应的生成物情况时，首先要判断不同氧化性的强弱问题。在本题中，混合溶液中五种阳离子按照氧化性强弱的排序为：Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+>Al3+，依次发生反应：2Ag+ +Fe=Fe2+ +2Ag 2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe+Cu2+=Fe2++Cu，所以在和铁发生反应时，Ag+最先被还原，0.01mol的Ag+需要消耗0.005mol的Fe，这一反应过程又生成了0.005mol的Fe2+。根据氧化性强弱，接下来剩余的0.005mol的Fe和0.01mol的Fe3+发生完全反应，生成0.015mol的Fe2+。至此，铁粉无剩余，Ag+和Fe3+恰好被完全还原，溶液中Fe2+的量为0.005mol + 0.015mol = 0.02mol，Cu2+的量没有发生变化，Al3+与铁不发生反应。综合以上信息，可以判断选项A不正确，BCD会发生。
四、结束语
初中阶段学生的化学知识面还很小，对化学问题分析的经验也很有效。化学反应之间的竞争关系作为初中化学知识体系中的难点问题，教师要注意总结规律和方法，学会理性分析不同化学反应的优先原理，加强学生对化学反应的认知，在系统性学科教学的起步阶段打好基础。
参考文献
[1]唐盈.探讨混合物中化学反应的先后顺序[J].初中生辅导，2020（18）：45-48.
[2]周春元.初中化学复杂反应的顺序考虑[J].数理化解题研究，2018（14）：81-82.
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