湖北 陳功健
人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第56頁文中指出:“綜上所述,強酸弱堿鹽和強堿弱酸鹽溶于水時,電離產(chǎn)生的陽離子、陰離子可分別與水電離產(chǎn)生的OH-或H+生成弱電解質(zhì)——弱堿或弱酸,使得溶液中c(OH-)≠c(H+),因而這兩類鹽溶液呈現(xiàn)酸性或堿性。鹽與水發(fā)生的這種作用叫作鹽類的水解。”
抓住鹽類水解概念中關(guān)鍵詞:
①該鹽能“溶于水”
②該鹽含有“弱離子”——弱堿陽離子或弱酸根
③鹽類水解的“本質(zhì)”是——“弱離子”與水電離出的OH-或H+生產(chǎn)弱電解質(zhì)
④鹽類水解的“結(jié)果”——產(chǎn)生“弱酸或弱堿”
鹽類水解模型:
【答案】8.7×10-7
電離與水解的區(qū)別在于,弱電解質(zhì)電離的過程是弱電解質(zhì)在水中生成對應(yīng)弱酸陰離子或弱堿陽離子。鹽類水解是鹽類中弱離子在水中生成對應(yīng)“弱酸或弱堿”的過程。
由上述高考真題可知,高考中很重視對于教材中化學(xué)概念的考查,教師在教學(xué)過程和高考備考過程一定要引導(dǎo)學(xué)生重視化學(xué)學(xué)科概念的認(rèn)知與理解。
1.無機物的水解反應(yīng)
廣義水解理論在無機反應(yīng)中的應(yīng)用主要有以下幾種類型:
人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第58頁還介紹了利用水解原理制備納米材料。溶液濃度較低,可以利用水解反應(yīng)來獲得納米材料,此時氫氧化物可變?yōu)檠趸?。如果水解程度很大,還可用于無機化合物的制備,如制納米TiO2:
2.有機物的水解反應(yīng)
“電化二元論”不僅能幫助學(xué)生理解無機化學(xué)反應(yīng)中的很多非鹽水解反應(yīng),還能幫助學(xué)生理解很多有機物的水解反應(yīng)。
(1)酯類在酸性環(huán)境下水解:
(2)酯類在堿性環(huán)境下水解:
(3)氯代烴的水解:
在氯代烴中氯元素顯電負(fù)性,與水電離出的H+結(jié)合生成HCl,而R-與水電離出來的OH-形成ROH。同理,這種處理方式不代表氯代烴水解本質(zhì)。
(4)醇鈉的水解:
例如乙醇鈉的水解:
在乙醇鈉中,Na+顯正電性與水電離出OH-結(jié)合生成NaOH,而CH3CH2O-與水電離出H+結(jié)合生成CH3CH2OH。
其他的如二糖及多糖、多肽及蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)均可借助“電化二元論”進行理解。
必須要說明的是,借助瑞典化學(xué)家貝采尼烏斯的“電化二元論”書寫廣義水解反應(yīng)方程式是一種在高中階段解決問題的方法,不能認(rèn)為它就是有機物水解反應(yīng)的機理或本質(zhì)。
【例2】(2019·天津卷·7節(jié)選)SbCl3能發(fā)生較強烈的水解,生成難溶的SbOCl,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。
【例3】(2020年1月浙江省普通高校招生選考科目考試·26節(jié)選)(1)比較給出H+能力的相對強弱:H2O________(填“>”“<”或“=”)C2H5OH;用一個化學(xué)方程式說明OH-和C2H5O-結(jié)合H+能力的相對強弱________。
【例4】(2020年天津市學(xué)業(yè)水平等級考適應(yīng)性測試·13節(jié)選)(3)CHCl3與SiHCl3空間構(gòu)型相似,但性質(zhì)不同:前者不易與水反應(yīng),但后者與水劇烈反應(yīng),生成兩種酸和一種氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________。
【例5】(2018·全國卷Ⅲ·28節(jié)選)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。
【例6】(2016·天津·7節(jié)選)下表為元素周期表的一部分。
碳氮YX硫Z
回答下列問題:
(5)碳與鎂形成的1 mol化合物Q與水反應(yīng),生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烴,該烴分子中碳?xì)滟|(zhì)量比為9∶1。Q與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________。
【例7】(2015·浙江·27節(jié)選)Ⅱ.化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應(yīng)生成甲。甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2,甲與AlCl3反應(yīng)可得到NaAlH4。將4.80 g甲加熱至完全分解,得到金屬鈉和2.24 L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2。
請推測并回答:
NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________。
【例8】(2014·安徽·28節(jié)選)LiPF6是鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的電解質(zhì),某工廠用LiF、PCl3為原料,低溫反應(yīng)制備LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸點是-85.0℃,HF的沸點是19.5℃。
(2)該流程需在無水條件下進行,第③步反應(yīng)中PF5極易水解,其產(chǎn)物為兩種酸,寫出PF5水解的化學(xué)方程式:______________________________。
【例9】(2013·海南·14節(jié)選)溴及其化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、纖維、塑料組燃劑等,回答下列問題:
(2)溴與氯能以共價鍵結(jié)合形成BrCl。BrCl分子中,________顯正電性。BrCl與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。