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1、非盐的水解反应高考的热点河北省宣化县第一中学 栾春武 非盐的水解问题是基于教材又高于教材的内容,是高考命题的热点,如何将非盐的水解问题按照它们内在的联系和一定的规则进行概括,从而产生对解决问题的方法的概括,这对于知识的迁移和提高分析问题、解决问题的能力大有裨益。现将非盐的水解问题例析如下: 一、离子型非盐化合物的水解规律 1. 离子型氢化物的水解 【例题1】氰化钠(NaH)是一种白色的离子晶体,NaH与水反应时放出氢气。下列叙述中不正确的是ANaH的水溶液显碱性 BNaH中氢离子的电子层排布与氢原子相同CNaH中的氢离子可被氧化成氢气 D反应中水是还原剂 解析:NaH是由Na+和H形成的离子型
2、化合物,H的电子层排布与氦原子相同;1价的氢元素易被氧化,与水反应为:NaH + H2O NaOH + H2,H2O作氧化剂。选D. 【点拨】离子型氢化物如NaH、LiH 、KH、CaH2、NH4H中的氢为1价,具有还原性,均可与水发生归中反应生成H2。如:LiH + H2O LiOH + H2,CaH2+ 2H2O Ca(OH)2 + 2H2。 【练习1】固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,则下列有关说法中错误的是 A1 mol NH5中含有5NA各NH键(NA表示阿伏伽德罗常数的值)BNH5中既有共价键又有离子键,它形成的晶体是离子晶体 CN
3、H5的电子式为: D它与水反应的化学方程式为:NH5 + H2O NH3H2O + H22. 金属氮化物、磷化物、砷化物的水解 【例题2】镁在氮气中燃烧生成Mg3N2(Mg3N2是黄绿色固体,熔点为800),它遇水即剧烈反应生成NH3。下列叙述中不正确的是 AMg3N2是离子化合物 BMg3N2与水反应时水是氧化剂CMg3N2若与足量的盐酸反应则生成两种盐 DMg3N2中的Mg2+半径比N3的小 解析:Mg3N2属离子化合物,与水反应为:Mg3N2 + 6H2O 3 Mg (OH)2+ 2NH3 (非氧化还原反应),与盐酸反应为:Mg3N2 + 6HCl(不足量) 3 MgCl2 + 2NH3
4、或Mg3N2 + 6HCl(足量) 3 MgCl2 + 2NH4Cl,Mg2+与N3的核外电子排布相同,但Mg2+比N3的核内质子数多,故离子半径为Mg2+N3。选B。 【点拨】金属氮化物、磷化物、砷化物易水解水解生成金属氢氧化物和氢化物。如:Li3N + 3H2O 3LiOH + NH3、Ca3P2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2PH3、Ca3As2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2AsH3、AlP + 3H2O 3Al(OH)3+ PH3。 【练习2】电石中通常含有杂质Ca3P2,Ca3P2遇水反应生成PH3气体。已知PH4+因极易水解而不能在水溶液中稳定存在,则下列说法中错
5、误的是 ACa3P2与盐酸的反应为:Ca3P2 + 8HCl 3CaCl2 + 2 PH4Cl,BCa3P2与水的反应属于非氧化还原反应CCa3P2晶体中的离子分别与相应稀有气体原子的核外电子排布相同DCa3P2具有还原性3. 金属硅化物的水解 【例题3】电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg + SiO2 2MgO + Si,同时有副反应发生:2Mg + SiMg2Si。Mg2Si遇水迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。下列说法错误的是 A加热熔融金属镁不能直接用玻璃容器BMg2Si与水的反应为:Mg2Si + 4H2O = 2Mg (OH)2+ SiH4
6、C不宜用化合的方法直接制备SiH4DMg2Si与盐酸不反应 解析:Mg与SiO2在加热的条件下反应,A对;Mg2Si与水发生水解反应,B对;SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体,故只能间接制取SiH4,C对;Mg2Si与盐酸可反应:Mg2Si + 4HCl = 2 MgCl2+ SiH4,D错。因此选D。 【点拨】金属硅化物易水解生成金属氢氧化物。如:Mg2Si + 4H2O = 2Mg (OH)2+ SiH4(Mg2Si + 4HCl = 2 MgCl2+ SiH4)。 【练习3】将适量的镁粉与沙子混合,引燃得到一种灰色粉末。把该粉末投入水中,可听到有轻微的爆炸声,水中会产生白色沉淀。
7、若将此粉末投入到浓盐酸中,爆炸声明显增大,且在水面上有火花闪烁。下列关于上述现象的解释正确的是生成灰色粉末的反应是:4Mg + SiO22MgO + Mg2Si,2Mg + Si Mg2Si生成白色沉淀是因为发生反应:Mg2Si + 4H2O = 2Mg (OH)2+ SiH4产生爆炸声是因为发生反应:SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O爆炸声明显增大且在水面上有火花闪烁是因为酸中H+浓度较大,反应更剧烈,释放的能量更多A B C D 4. 离子型金属碳化物的水解 【例题4】类比是学习的重要方法之一,但是往往机械类比就会产生错误,因此学习化学要透过现象看本质,谨防思维定势。类比Ca
8、C2与水的反应,推断Al4C3与水反应生成的烃为AC2H2 BC3H4 CCH4 DC3H8 解析:由于反应的实质是水解,因此各元素的化合价不变。根据Al4C3C3H123CH4(整体价态法)或Al4C33CH4(平均价态法)。选C。 【点拨】金属碳化物与水反应生成金属氢氧化物和烃。如:CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2+ C2H2、Be2C + 2H2O = 2Be (OH)2+ CH4、Al4C3 + 12H2O = 4Al (OH)3+ 3CH4、Mg2C3 + 4H2O = 2Mg(OH)2+ C3H4。 【练习4】根据CaC2与水的反应推断Mg2C3与水反应的生成物为AMg(
9、OH)2和C2H2 BMg(OH)2和C2H4CMg(OH)2和C3H6 DMg(OH)2和C3H4 5. 某些金属硫化物的水解 【例题5】下列各组物质能用水鉴别的是NaCl、CaCO3 C2H5OH、C6H6、CCl4 NaOH、NaCl、NH4NO3 无水CuSO4、Na2CO3 Na2O2、Na2CO3、Al2S3、Mg3N2A B C D 解析:NaCl易溶于水,CaCO3难溶于水,用水即可鉴别;乙醇易溶于水,苯、四氯化碳不溶于水,但苯比水轻而在上层,四氯化碳比水重而在下层,用水即可鉴别出来;NaOH、NaCl、NH4NO3均可溶于水但热效应不同,NaOH溶于水显著放热,NaCl溶于水
10、热效应不显著,NH4NO3溶于水显著吸热;无水CuSO4溶于水形成蓝色溶液,Na2CO3溶于水得到的是无色溶液;把中四种溶液分别溶于水,则有如下几种情况:2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2(无色无味气体)Na2CO3溶于水物明显现象Al2S3 + 6H2O = 2Al (OH)3(白色沉淀)+ 3H2S(无色臭鸡蛋气味的气体)Mg3N2 + 6H2O 3 Mg (OH)2(白色沉淀)+ 2NH3(无色刺激性气味的气体)因此选D。 【点拨】金属硫化物与水反应(水解)生成金属氢氧化物和氢化物。再如:Cr2S3 + 6H2O = 2 Cr(OH)3+ 3H2S 【练习5】不能通过化
11、合反应制取的物质是AFe(OH)3 BNO2 CAl2S3 DCuS 6. 金属过氧化物的水解 【例题6】广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是反应物中各物质和水分别解离成两部分,然后两两重新组合成新物质。根据上述观点。下列说法不正确的是ACaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2 BNaClO的水解产物之一是HClOCPCl3的水解产物是PH3和HClO DMg3N2水解生成Mg (OH)2和NH3 解析:根据题给反应规律,容易推知:CaO2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2O2、NaClO+ H2O HClO + NaOH、PCl3+ 3H2O = H3P
12、O3 + 3HCl、Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH)2+ 2NH3。故选C。 【点拨】金属过氧化物与水反应生成金属氢氧化物和过氧化物,过氧化氢不稳定生成水和氧气。如: Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2、K2O2 + 2H2O = 2KOH + H2O2、CaO2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2O2. 【练习6】在过氧化钾与水的反应中,其还原产物和氧化产物质量比为A7 : 2 B4 : 7 C7 : 4 D9 : 8 7. 某些金属卤化物的水解【例题7】锗是一种良好的半导体材料,被广泛应用于电子工业上,它可以煤燃烧的烟道灰中提取。其过程如下: 写出
13、三不反应的化学方程式:_ _ _解析:关键是分析锗的氯化物的水解:根据转化的信息可知GeCl4水解生成H2GeO3,结合原子守恒可推知还生成HCl。GeO2 + 4HCl = GeCl4 + 2H2O GeCl4 + 3H2O = H2GeO3 + 4HClGeO2 + 2H2 Ge + 2H2O 【点拨】某些金属卤化物可水生成金属氢氧化物和卤化氢,如:GeCl4 + 3H2O = H2GeO3 + 4HCl、GeCl4 + 4H2O = H4GeO4 + 4HCl 【练习7】SnCl4遇水即发生强烈水解,产物之一为固态二氧化锡,则水解的化学反应方程式为:_;将少许露置于空气中,预期可看到的现象为:_。 二、共价化合物的水解规律8. 卤素互化物的水解【例题8】氯化碘(ICl)跟水发生反应:ICl + H2O = HIO + HCl,这个过程可以称为ICl的水解。则(1)ICl与NaOH溶液反应的离子方程式为:_;(2)预计IF5水解的化学反应方程式为:_