高三化學“非鹽的水解”復習課教學研究

浙江 竺卿卿

高中階段的化學課程中，鹽類的水解問題一直是教學的重點內容，《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》中對其要求是認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、結果均較為清晰，故涉及鹽類水解的化學問題無論在廣度上還是深度上都受到一定的限制。筆者認為鹽類的水解僅僅是一種狹義的水解，廣義的水解應是“物質與水作用，其最終結果為參與反應的物質和水分別離解成兩部分，再重新組合成新物質”。例如2015年浙江卷第27題中出現了“化合物甲與水反應可產生H2”，經推斷此化合物甲應為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”。

高中化學中涉及鹽的水解與有機物的水解知識甚多，其水解的本質是反應物中正電性原子或原子團、負電性原子或原子團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)等價交換的反應。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容，是高考命題的熱點，如何將非鹽的水解問題按照它們內在的聯系和一定的規則進行探索，從而產生對解決問題的方法的概括，這對于學生知識的遷移和應用、分析解決問題的能力大有裨益。

為引導學生學習掌握此類非鹽類物質的水解問題，筆者通過整理不同地區不同年份的高考真題，將非鹽水解分類型進行分析。

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)的實驗室制法是以電石(CaC2)與水反應制得，請寫出CaC2與水反應的化學方程式。

【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、陽離子的個數比為2∶3，且能與水反應得到兩種堿。寫出該離子化合物與足量硝酸反應生成兩種鹽的化學方程式。

【練習1】(2018·浙江11月選考·27節選)已知化合物X由3種元素組成，某學習小組進行了如下實驗：

①取適量X，加水完全溶解，無氣體產生，溶液呈堿性；進行焰色反應，透過藍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，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與水反應的化學方程式是。

【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動員常用的能源提供劑，此化合物能與水反應，產生氣泡，反應后的溶液中滴加酚酞溶液顯紅色，推導氫化鈣與水的反應方程式，并思考該反應與CaC2和水的反應有何相同點和不同點。

【分析】CaH2中H元素以H-形式存在，在CaH2與水作用的過程中，H-結合水解離出的H+從而產生H2，而這一過程發生了氧化還原，這與上述CaC2與水反應的原理相比就發生了明顯的變化，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反應生成甲。甲與水反應可產生H2，甲與AlCl3反應可得到NaAlH4。將4.80 g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.24 L(已折算成標準狀況)的H2。請推測并回答：

(1)甲的化學式：________。

(2)甲與AlCl3反應得到NaAlH4的化學方程式：

____________________________________。

(3)NaAlH4與水發生氧化還原反應的化學方程式：

____________________________________。

【答案】(1)NaH

【設計意圖】引導學生理解金屬氫化物與水的反應也是一種正負相吸、不同電荷粒子間等價交換的過程，但在H-和水電離出的H+結合的過程中發生了氧化還原反應，從而體會不同類型的水解反應。

二、共價型化合物的水解問題

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

(1)請寫出SiHCl3的電子式。

(2)如需準確判斷SiHCl3的化合價，還需什么條件？

(3)整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。因為SiHCl3遇水能劇烈反應，寫出反應的化學方程式。

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

表1

【練習3】(2018·全國卷Ⅲ·28節選)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題：

SiHCl3在常溫常壓下為易揮發的無色透明液體，遇潮氣時發煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應的化學方程式：____________________________________________。

【設計意圖】在非金屬化合物為主的共價化合物的水解反應中，首先要明確化合物中非金屬元素的化合價與元素的電負性有關，從而判斷其在水解過程中的對應產物和反應類型。在由兩種鹵素組成的鹵素互化物水解問題中，則可直接根據非金屬性來判斷元素價態，從而預測其水解產物。

三、復雜化合物的水解反應

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

【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、無氧的條件下進行。SOCl2易揮發，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。通過題意分析SOCl2與水反應的化學方程式：

______________________________。

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

A.具有強氧化性

B.與NaOH溶液反應可生成兩種鈉鹽

C.與鹽酸作用能產生氯氣

D.水解生成鹽酸和硝酸

【答案】D

【設計意圖】以上類型的化合物較為復雜，組成部分涉及多種金屬、非金屬元素或有機基團，通過對前兩種類型的分析，找出物質變化遵循的共同規律，建立一種利用“已知”解決“未知”的有效策略，達到舉一反三、觸類旁通、以點帶面、事半功倍的學習效果。

四、總結

高三化學復習要求“在全面中講重點、在規范中講策略、在強化中講效益”，時間少，因此需要復習具有極強的針對性和有效性。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、能力考查點衍生而來。教師在高三教學過程中往往希望做到面面俱到，不漏掉一個知識點，不放過一個問題，結果往往是事倍功半。作為高中一線化學教師，筆者認為對各種類型的練習題解答是高考復習中的一個十分重要的環節，要求學生有一定的紙筆練習量，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。學生雖做了大量的題目，但卻是難以理解相關知識，更別談運用這些知識去解決問題，以后遇到同樣的問題，學生仍然難以應對。因此，筆者認為相對較好的做法是教師在每個知識點的準備中，自己先跳進“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，力求篩出既重視知識深度、知識體系，又注重考查學生對知識掌握的“全”“細”程度的問題或題型；篩出既有典型性、針對性、層次性，又有啟發性、時代性，符合高考命題趨勢和題型變化的問題；篩出能幫助學生尋找不同事物中的內在規律的問題。最后，在問題解決中，做到“答一題會一類，明一知百；練一題習一法，舉一反三”，提高學生核心素養發展的效率。