高中阶段学习的绝大多数反应进行的环境是水溶液环境。在反应的过程中,水的角色是什么呢?如何分析水的去向呢?在书写方程式的时候到底水写不写入方程式呢?
水是极弱的电解质,水环境体系中存在着水的自偶电离H2O +H2OH3O++OH-,在水环境中存在H2O、H3O+、OH-,往往将H3O+简写成H+。由于水的电离程度非常的小,所以H+、OH-离子非常的少。再者,水中的H、O元素的化合价分别是“+1”、“-2”,都是对应元素的稳定价态。所以水的性质相对与其他物质而言要稳定的多,参加的反应也就少得多。现将“水解反应中的水”总结如下。
一、常规盐类的水解。常规的盐类水解,指的就是选修四教材上所提及的盐类的水解。盐类水解的实质是盐电离出来的“弱碱阳离子”或“弱酸阴离子”消耗了水电离出的OH-或H+,而促进了水的电离。盐类的水解根据“弱离子”的种类数分成单水解和双水解,往往双水解的程度要大于单水解。盐类水解程度普遍较弱,且都是吸热反应。产物很好书写,直接根据“异种电荷相互吸引”的原则,就可以迅速的书写产物了。特别注意的就是水提供的带点粒子只有OH-和H+。盐类水解的产物一般是酸和碱,但多元弱酸的正盐水解往往只考虑第一步,产物为酸式酸盐和碱。按理说水解反应水必须参与,但是有些盐类的水解方程式中却并未出现水。比如氯化铁溶液和碳酸氢钠的彻底双水解,因为反应物中的水和产物中的水刚好抵消。
二、特殊化合物的水解。特殊的化合物没有固定的称谓,有些是非电解质,有些是强电解质。常见的有“过氧化钠”、“电石”、“氮化镁”、“卤素互化物”、“四氯化硅”、“三氯化氮”“氢化钠”等。在这类反应中,水的角色和盐类水解中水的角色是一样的。解决这类水解有三个关键,第一是正确标注化合价;第二是清楚特殊化合物的原子团;第三考虑产物是否有分解或氧化还原的后续反应。比如“Na2O2”和H2O反应的过程,其实是先成“NaOH和“H2O2”,该反应是剧烈的放热反应,升高的温度促进了H2O2分解。由于这类物质内能很高,所以水解极容易进行。
通过对各类反应中水的透彻分析,能够更高效地掌握各类方程式的书写。通过对反应中水的角色分析,可以得到一个重要的结论:那就是物质的性质往往有很多,到底体现哪种性质,不仅和自身的结构有关,还要取决于所处的环境。环境不同,同一种物质体现的性质也就不同。所以分析水的角色之前,请先分析环境中的对象想要体现的角色。可以说,明白了反应中水的角色,就知道了无机化学反应的奥秘所在。希望化学中的多面手——“水”能让你成为化学中的“多能手”。
撰文:何逃利 杨佳顺
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审核:丁劲松
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