浙江 竺卿卿

高中階段的化學(xué)課程中，鹽類的水解問題一直是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》中對其要求是認(rèn)識鹽類水解的原理和影響鹽類水解的主要因素以及鹽類水解的應(yīng)用。高中階段對于“鹽”的定義是金屬陽離子(或銨根離子)與酸根離子組成的化合物，其水解的條件、方式、結(jié)果均較為清晰，故涉及鹽類水解的化學(xué)問題無論在廣度上還是深度上都受到一定的限制。筆者認(rèn)為鹽類的水解僅僅是一種狹義的水解，廣義的水解應(yīng)是“物質(zhì)與水作用，其最終結(jié)果為參與反應(yīng)的物質(zhì)和水分別離解成兩部分，再重新組合成新物質(zhì)”。例如2015年浙江卷第27題中出現(xiàn)了“化合物甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2”，經(jīng)推斷此化合物甲應(yīng)為NaH。從定義上來看，NaH這樣的化合物并不屬于鹽類，因此這類化合物的水解就被稱之為“非鹽的水解”。

高中化學(xué)中涉及鹽的水解與有機(jī)物的水解知識甚多，其水解的本質(zhì)是反應(yīng)物中正電性原子或原子團(tuán)、負(fù)電性原子或原子團(tuán)分別與水中氫離子和氫氧根離子(或水分子中氫原子、羥基原子團(tuán))等價(jià)交換的反應(yīng)。一般可用通式表示為X-Y+H-OH→HY+XOH。而非鹽的水解問題是源于教材又高于教材的內(nèi)容，是高考命題的熱點(diǎn)，如何將非鹽的水解問題按照它們內(nèi)在的聯(lián)系和一定的規(guī)則進(jìn)行探索，從而產(chǎn)生對解決問題的方法的概括，這對于學(xué)生知識的遷移和應(yīng)用、分析解決問題的能力大有裨益。

為引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握此類非鹽類物質(zhì)的水解問題，筆者通過整理不同地區(qū)不同年份的高考真題，將非鹽水解分類型進(jìn)行分析。

一、離子型化合物的水解問題

1.非氧化還原型的水解

【例1】已知乙炔(C2H2)的實(shí)驗(yàn)室制法是以電石(CaC2)與水反應(yīng)制得，請寫出CaC2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【知識遷移】Mg2C3可以和水作用生成丙炔，試寫出Mg2C3的電子式。

【例2】某物質(zhì)是一種由不同的短周期元素形成的離子化合物，其陰、陽離子的個(gè)數(shù)比為2∶3，且能與水反應(yīng)得到兩種堿。寫出該離子化合物與足量硝酸反應(yīng)生成兩種鹽的化學(xué)方程式。

【練習(xí)1】(2018·浙江11月選考·27節(jié)選)已知化合物X由3種元素組成，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①取適量X，加水完全溶解，無氣體產(chǎn)生，溶液呈堿性；進(jìn)行焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察到火焰呈紫色；

②取1.685 g X溶于水，加入含HCl 0.020 00 mol的鹽酸恰好中和；中和后的溶液與硝酸酸化的過量AgNO3溶液反應(yīng)，得到4.305 g白色沉淀。請回答：

(1)X中3種元素是________(用元素符號表示)；

(2)X與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

【答案】(1)K、Cl、O

2.氧化還原型的水解問題

【例3】氫化鈣固體是登山運(yùn)動員常用的能源提供劑，此化合物能與水反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞溶液顯紅色，推導(dǎo)氫化鈣與水的反應(yīng)方程式，并思考該反應(yīng)與CaC2和水的反應(yīng)有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

【分析】CaH2中H元素以H-形式存在，在CaH2與水作用的過程中，H-結(jié)合水解離出的H+從而產(chǎn)生H2，而這一過程發(fā)生了氧化還原，這與上述CaC2與水反應(yīng)的原理相比就發(fā)生了明顯的變化，由“非氧化還原過程”變成了“氧化還原過程”。

【練習(xí)2】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：

(1)甲的化學(xué)式：________。

(2)甲與AlCl3反應(yīng)得到NaAlH4的化學(xué)方程式：

____________________________________。

(3)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：

____________________________________。

【答案】(1)NaH

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生理解金屬氫化物與水的反應(yīng)也是一種正負(fù)相吸、不同電荷粒子間等價(jià)交換的過程，但在H-和水電離出的H+結(jié)合的過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，從而體會不同類型的水解反應(yīng)。

二、共價(jià)型化合物的水解問題

【例4】制備半導(dǎo)體材料高純硅時(shí)，涉及一種重要的中間產(chǎn)物三氯甲硅烷(SiHCl3)。

(1)請寫出SiHCl3的電子式。

(2)如需準(zhǔn)確判斷SiHCl3的化合價(jià)，還需什么條件？

(3)整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。因?yàn)镾iHCl3遇水能劇烈反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(4)硼、磷、砷、硅等元素的鹵化物都能與水發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，查閱資料可知部分非金屬元素的電負(fù)性如表1所示，請寫出BCl3、PCl5、NCl3的水解方程式。

表1

【練習(xí)3】(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}：

SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________。

【設(shè)計(jì)意圖】在非金屬化合物為主的共價(jià)化合物的水解反應(yīng)中，首先要明確化合物中非金屬元素的化合價(jià)與元素的電負(fù)性有關(guān)，從而判斷其在水解過程中的對應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)類型。在由兩種鹵素組成的鹵素互化物水解問題中，則可直接根據(jù)非金屬性來判斷元素價(jià)態(tài)，從而預(yù)測其水解產(chǎn)物。

三、復(fù)雜化合物的水解反應(yīng)

【例5】鎂化合物具有廣泛用途，CH3MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑，通過對鎂元素、氯元素化合價(jià)的分析，思考該化合物水解的化學(xué)方程式為______________________________。

【知識遷移】Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器，組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行。SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。通過題意分析SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

______________________________。

【練習(xí)4】(2021·浙江6月選考·16)關(guān)于化合物ClONO2的性質(zhì)，下列推測不合理的是( )

A.具有強(qiáng)氧化性

B.與NaOH溶液反應(yīng)可生成兩種鈉鹽

C.與鹽酸作用能產(chǎn)生氯氣

D.水解生成鹽酸和硝酸

【答案】D

【設(shè)計(jì)意圖】以上類型的化合物較為復(fù)雜，組成部分涉及多種金屬、非金屬元素或有機(jī)基團(tuán)，通過對前兩種類型的分析，找出物質(zhì)變化遵循的共同規(guī)律，建立一種利用“已知”解決“未知”的有效策略，達(dá)到舉一反三、觸類旁通、以點(diǎn)帶面、事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

四、總結(jié)

高三化學(xué)復(fù)習(xí)要求“在全面中講重點(diǎn)、在規(guī)范中講策略、在強(qiáng)化中講效益”，時(shí)間少，因此需要復(fù)習(xí)具有極強(qiáng)的針對性和有效性。高考試題萬變不離其宗，其考查的根源仍是教材，從課本知識點(diǎn)、能力考查點(diǎn)衍生而來。教師在高三教學(xué)過程中往往希望做到面面俱到，不漏掉一個(gè)知識點(diǎn)，不放過一個(gè)問題，結(jié)果往往是事倍功半。作為高中一線化學(xué)教師，筆者認(rèn)為對各種類型的練習(xí)題解答是高考復(fù)習(xí)中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，要求學(xué)生有一定的紙筆練習(xí)量，以提高解決問題的能力，無疑是必要的。但逢題必做，又可能會沉溺于題海。學(xué)生雖做了大量的題目，但卻是難以理解相關(guān)知識，更別談運(yùn)用這些知識去解決問題，以后遇到同樣的問題，學(xué)生仍然難以應(yīng)對。因此，筆者認(rèn)為相對較好的做法是教師在每個(gè)知識點(diǎn)的準(zhǔn)備中，自己先跳進(jìn)“題海”親自逐題演練——“遍嘗百草苦甘”，繼而篩選典例，在多中求少、少中求優(yōu)，力求篩出既重視知識深度、知識體系，又注重考查學(xué)生對知識掌握的“全”“細(xì)”程度的問題或題型；篩出既有典型性、針對性、層次性，又有啟發(fā)性、時(shí)代性，符合高考命題趨勢和題型變化的問題；篩出能幫助學(xué)生尋找不同事物中的內(nèi)在規(guī)律的問題。最后，在問題解決中，做到“答一題會一類，明一知百；練一題習(xí)一法，舉一反三”，提高學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的效率。