徐金娣
非鹽與水的反應(yīng)又稱為非鹽的水解反應(yīng)。關(guān)于非鹽的水解反應(yīng),現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材涉及很少,但各類考試時常涉及。為幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握有關(guān)離子型非鹽水解反應(yīng)的知識,現(xiàn)舉例對其進(jìn)行分析。
一、金屬氮化物的水解反應(yīng)
例1金屬鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂(Mg3N2)。已知:Mg3N2是黃綠色固體,熔點為800℃,氮化鎂遇水即發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)生成氨。下列敘述中正確的是()。
A.Mg3N2是共價化合物
B.Mg3N2發(fā)生水解反應(yīng)時水是還原劑
C.Mg3N2與足量的鹽酸反應(yīng)生成一種鹽
D.Mg3N2發(fā)生水解反應(yīng)可產(chǎn)生白色沉淀并放出氣體
解析Mg3N2是由Mg2+和N3-形成的離子化合物,A項錯誤;Mg3N2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑,該反應(yīng)中元素的化合價均沒有變化,屬于非氧化還原反應(yīng),B項錯誤;Mg3N2發(fā)生水解反應(yīng)生成Mg(OH)2白色沉淀并放出氨,D項正確;Mg3N2與足量的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg3N2+8HCl(足量)3MgCl2+2NH4Cl,則Mg3N2與足量的鹽酸反應(yīng)生成兩種鹽,C項錯誤。
故答案為D。
點評金屬氮化物易發(fā)生水解反應(yīng)生成金屬氫氧化物和氨,其反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。如:Li3N+3H2O3LiOH+NH3↑,Ca3N2+
6H2O3Ca(OH)2+2NH3↑,AlN+3H2O
Al(OH)3↓+NH3↑。
二、金屬磷化物的水解反應(yīng)
例2必須在干燥的條件下才能保存Ca3P2,Ca3P2遇水即發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)生成PH3。下列敘述中不正確的是()。
A.Ca3P2是離子化合物
B.Ca3P2的水解反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)
C.Ca3P2發(fā)生水解反應(yīng)不能產(chǎn)生氣體D.制備Ca3P2必須在干態(tài)條件下進(jìn)行
解析Ca3P2是由Ca2+和P3-形成的離子化合物,A項正確;Ca3P2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑,該反應(yīng)中元素的化合價均沒有變化,屬于非氧化還原反應(yīng),B項正確;Ca3P2發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生PH3氣體,C項不正確;Ca3P2遇水即發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),則制備Ca3P2必須在干態(tài)條件下進(jìn)行,D項正確。故答案為C。
點評金屬磷化物易發(fā)生水解反應(yīng)生成金屬氫氧化物和PH3氣體,其反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。如:AlP+3H2OAl(OH)3↓+PH3↑
三、金屬砷化物、硅化物的水解反應(yīng)
例3Ca3As2和Mg2Si遇水都能發(fā)生水解反應(yīng),下列敘述中不正確的是()。
A.Ca3As2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
Ca3As2+6H2O3Ca(OH)2+2AsH3↑
B.Ca3As2不能與鹽酸反應(yīng)
C.Mg2Si發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
Mg2Si+4H2O2Mg(OH)2↓+SiH4↑
D.Mg2Si能與鹽酸反應(yīng)
解析Ca3As2發(fā)生水解反應(yīng)生成Ca(OH)2和AsH3氣體,其化學(xué)方程式為Ca3As2+6H2O3Ca(OH)2+2AsH3↑,A項正確;Ca3As2與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca3As2+6HCl3CaCl2
+AsH3↑,B項不正確;Mg2Si發(fā)生水解反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀和SiH4,其化學(xué)方程式為Mg2Si+4H2O2Mg(OH)2↓+SiH4↑,C項正確;Mg2Si與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑,D項正確。
故答案為B。
點評金屬砷化物、硅化物均易發(fā)生水解反應(yīng)生成金屬氫氧化物和氫化物(AsH3或SiH4),其反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。如:AlAs+3H2OAl(OH)3↓+AsH3↑,Ca2Si+4H2O2Ca(OH)2+SiH4↑。
四、金屬碳化物的水解反應(yīng)
例4類比是重要的學(xué)習(xí)方法之一,但是機械類比往往會產(chǎn)生錯誤。因此,學(xué)習(xí)化學(xué)要透過現(xiàn)象看本質(zhì),謹(jǐn)防思維定勢。已知:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑(此反應(yīng)為實驗室制乙炔的反應(yīng)原理);類比CaC2的水解反應(yīng),推斷Mg2C3的水解反應(yīng)所得產(chǎn)物為()。
A.Mg(OH)2和C2H2
B.Mg(OH)2和C2H4
C.Mg(OH)2和CH4
D.Mg(OH)2和C3H4
解析由反應(yīng)CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑類推可得,Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2↓+ C3H4↑,則Mg2C3的水解反應(yīng)反應(yīng)所得產(chǎn)物為Mg(OH)2和C3H4。故答案為D。
點評金屬碳化物發(fā)生水解反應(yīng)生成金屬氫氧化物和烴,其反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。如:Be2C+4H2O2Be(OH)2↓+CH4↑,MgC2+2H2OMg(OH)2↓+C2H2↑,Al4C3+12H2O
4Al(OH)3↓+3CH4↑。
五、金屬硫化物的水解反應(yīng)
例5Al2S3遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),下列敘述中不正確的是()。
A.Al2S3的水解反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)
B.Al2S3的水解反應(yīng)可產(chǎn)生白色沉淀并放出氣體
C.Al2S3不能與鹽酸反應(yīng)
D.制備Al2S3必須在干態(tài)條件下進(jìn)行
解析Al2S3的水解反應(yīng)化學(xué)方程式為Al2S3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑,該反應(yīng)元素的化合價均沒有變化,屬于非氧化還原反應(yīng),A項正確;Al2S3的水解反應(yīng)可產(chǎn)生Al(OH)3白色沉淀并放出H2S氣體,B項正確;Al2S3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2S3+6HCl2AlCl3+3H2S↑,C項不正確;Al2S3遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),則制備Al2S3必須在干態(tài)條件下進(jìn)行,D項正確。故答案為C。
點評金屬硫化物發(fā)生水解反應(yīng)生成金屬氫氧化物和硫化氫,其反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)。如:Cr2S3+6H2O2Cr(OH)3↓+3H2S↑
六、金屬過氧化物的水解反應(yīng)
例6過氧化鈉與水的反應(yīng)為2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。該反應(yīng)的實質(zhì)是Na2O2首先發(fā)生水解反應(yīng)生成NaOH和H2O2:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2,然后H2O2發(fā)生分解生成H2O和O2:2H2O22H2O+O2↑。下列敘述正確的是()。
A.在Na2O2與水的反應(yīng)中水是氧化劑
B.Na2O2與鹽酸的反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)
C.在Na2O2中陽離子與陰離子的個數(shù)比為1∶1
D.K2O2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2K2O2+2H2O4KOH+O2↑
解析在Na2O2與水的反應(yīng)中,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,而水既不是氧化劑又不是還原劑,A 項錯誤;Na2O2與鹽酸的反應(yīng)為2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O +O2↑,該反應(yīng)中氧元素的化合價發(fā)生了變化,屬于氧化還原反應(yīng),B項錯誤;在Na2O2中陽離子(Na+)與陰離子(O2-2)的個數(shù)比為2∶1,C項錯誤;由反應(yīng)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知,K2O2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K2O2+2H2O4KOH+O2↑,D項正確。
故答案為D。
點評金屬過氧化物發(fā)生水解反應(yīng)先生成金屬氫氧化物和H2O2,H2O2不穩(wěn)定又發(fā)生分解生成水和氧氣;則金屬過氧化物發(fā)生水解反應(yīng)的產(chǎn)物是金屬氫氧化物和氧氣,其反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。如:2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑。
綜上所述,離子型非鹽水解反應(yīng)的實質(zhì)可看作是非鹽中的金屬離子與水電離出的OH-結(jié)合生成金屬氫氧化物,非鹽中的陰離子與水電離出的H+結(jié)合生成相應(yīng)的氫化物(金屬過氧化物水解反應(yīng)的產(chǎn)物是金屬氫氧化物和氧氣)。除金屬過氧化物的水解反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)外,金屬氮化物、金屬磷化物、金屬砷化物、金屬硅化物、金屬碳化物、金屬硫化物的水解反應(yīng)均屬于非氧化還原反應(yīng)。
(收稿日期:2016-09-15)