化学问题谈天之四：

为什么水解反应有元素化合价变化吗？

古田一中 胡嘉谋

高中阶段所学的盐类水解是酸碱中和反应的逆反应，相当于复分解反应，自然盐类水解没有元素的化合价变化。质疑的问题涉及广义的水解反应，不仅涵盖盐类水解，而且包含有非盐无机物水解与有机物水解等，这就使水解反应变得复杂，可能会出现水解反应中元素化合价变化的情况。

水解反应的本质：水被反应物一解为二，离解成H⁺离子与OH^－离子或拆成H原子与－OH，然后分别与反应物中的阴、阳离子结合生成新物质。

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。

案例1．Cl₂溶于水、Na₂O₂溶于水的反应均属于氧化还原反应，但其本质是水解。Cl₂+H₂O==HClO+HCl，2Na₂O₂+2H₂O==4NaOH+ O₂↑

分析：Cl₂与Na₂O₂溶于水分别由Cl₂与O₂^2－在水中发生歧化反应，属于氧化还原反应。Cl₂与水反应本质是：Cl₂拆成正、负价Cl分别与水拆成的－OH和H原子结合生成HClO、HCl，符合水解含义。Na₂O₂与水反应本质可看成：Na₂O₂的水解产物分别为NaOH和H₂O₂，然后H₂O₂分解发生歧化反应生成H₂O和O₂。

小结：Br₂、I₂、(CN)₂、(SCN)₂等卤素或拟卤素的水解相似，均属歧化反应形式的氧化还原反应。

案例2．NaH溶于水、B₂H₆气体通入水中的反应均属于氧化还原反应，但其本质是水解。NaH+H₂O==NaOH+H₂↑，B₂H₆+6H₂O==2H₃BO₃+6H₂

分析：NaH与B₂H₆分别在水中发生归中反应，属于氧化还原反应。NaH与水反应本质为：NaH拆成Na⁺和H^－分别与水拆成的OH^－和H⁺结合生成NaOH、H₂，符合水解含义。B₂H₆拆成正价B原子和负价H分别与水拆成的－OH和正价H结合生成H₃BO₃、H₂，符合水解含义。

小结：KH、CaH₂、NH₄H等含－1价氢元素化合物的水解相似，均属归中反应形式的氧化还原反应。OF₂水解时，OF₂中的+2价O元素与水中的－2价O元素可发生归中反应，OF₂+H₂O==O₂+2HF，属于氧化还原反应范畴。

练习：SiHCl₃极易水解，遇水剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质。写出有关反应的化学方程式，并分析其反应原理。

参考答案：SiHCl₃+3H₂O==H₂SiO₃↓+3HCl +H₂↑，SiHCl₃遇水发生水解反应生成两种酸H₂SiO₃与HCl；由于SiHCl₃中硅元素的化合价为+4价，则氢元素的化合价为－1价，此－1价氢与水中+1价氢可发生归中反应生成氢气，故此反应的实质是：既有水解反应，又有归中反应，属于氧化还原反应范畴。

感悟：物质在发生广义水解反应过程中，若后续伴有各种类型的氧化还原反应发生，则该水解反应就有元素化合价变化。

问题探讨：

1．水处理剂K₂FeO₄有极强消毒杀菌作用，其水解产物Fe(OH)₃还有絮凝作用，水解化学方程式为：4K₂FeO₄+10H₂O═Fe(OH)₃+8KOH+3O₂↑，该反应属于水解反应吗？如何理解？

2．S₂Cl₂水解时，只有一种元素的化合价发生了变化，且被氧化和被还原的该元素的物质的量之比为1︰3。该反应的化学方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O==4HCl +SO₂↑+3S↓，如何理解该反应的水解原理？

3．BrF₃与水反应较为复杂，其化学方程式为：3BrF₃+5H₂O==9HF+Br₂+HBrO₃+O₂↑，该反应属于水解反应吗？

2016/9/20