從電荷角度淺議“廣義水解”

浙江 徐水英

【例1】(2021·浙江6月選考·16)關于化合物ClONO2的性質(zhì)，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(chǎn)生氯氣

D.水解生成鹽酸和硝酸

【參考答案】D

類推后能解決一大類鹽類和非鹽物質(zhì)與水反應的問題。如無機物中離子化合物Mg3N2、CaC2、NaAlH4，共價化合物SiH4、SiHCl3、SOCl2以及有機物中鹵代烴水解、酯類的水解、酰氯的水解、酰胺的水解等。

一、重組思想解決教學常見疑難

其中NaOH并未參加氧化還原反應，在用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移情況時應將抵消的氧化劑補充完整再處理。

【案例2】過氧化鈉與水反應。

雙線橋法標識過氧化鈉與水的反應方程式中電子轉(zhuǎn)移情況時，大多數(shù)學生會認為Na2O2中-1價氧被還原生成NaOH，而H2O中-2價氧被氧化成零價生成O2，認為每摩爾Na2O2反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA。一般平常教學會用簡單結(jié)論，化合價變化的就近原則或互不交叉原則，讓學生簡單記憶。雖然實際這種規(guī)律的識記確實是需要的，但不利于學生理解化學變化的本質(zhì)，也無法建立學科意識。

所以該反應中水不參加氧化還原過程，是過氧化鈉的自身氧化還原反應。中學化學中，通常將上述兩步反應合并書寫，但實質(zhì)上水本身并沒有成為該反應的還原劑，即實質(zhì)為Na2O2自身歧化，故每摩爾Na2O2轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為1NA。

【案例3】蘇教版教材中有資料介紹減少碳排放，同時減少白色污染，利用二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下生成一種可降解高聚物：

學生對該反應理解不到位，書寫時斷鍵位置的確定與成鍵連接非常困難，鏈節(jié)經(jīng)常會寫成—OCH(CH3)CH2—COO—。在教學時可運用該方法，對物質(zhì)進行分析，環(huán)氧丙烷的三元環(huán)結(jié)構(gòu)使成環(huán)原子軌道不能正面充分重疊，而是以彎曲鍵相互連接，因此分子中存在一種張力，極易與多種試劑反應，使環(huán)打開。CO2中的氧原子電子密度大，容易發(fā)生親核反應，即進攻環(huán)碳原子。由于兩個環(huán)碳原子的空間位阻不同，CO2選擇與位阻較小，即取代基少的亞甲基反應，使亞甲基與氧的鍵斷裂。也可以理解為二氧化碳中一條碳氧鍵斷裂后，異種電荷相吸結(jié)合，即碳氧結(jié)合。這樣學生便于理解，書寫也自然不會錯誤。

二、重組思想簡化化學運算

金屬或金屬氧化物與酸的反應在正常教學中是分析過程，書寫反應方程式，再尋找已知物質(zhì)與待求物質(zhì)之間的數(shù)量關系求解，對新學的學生分析能力有較好的培養(yǎng)。當學生能力有一定提升后，我們可以利用重組思想減少書寫，減少運算，提高解題速度。

【例2】50 g鎂、鋁的混合物與足量的稀硫酸反應得到混合溶液，蒸發(fā)后得到242 g固體(已換算成無水硫酸鹽)，則反應產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量是________mol。

【參考答案】2

【例3】鐵銅合金ag加入足量硝酸中，收集了一定量的NO2與NO的混合物，在通入67.2 mL O2后，可完全被H2O吸收形成硝酸，無氣體剩余。則向反應后溶液加足量的NaOH溶液，得到沉淀的質(zhì)量________g。(用含a的代數(shù)式表示)(氣體體積均為標準狀況下測得)

【參考答案】a+0.204

所以計算過程簡化為

m(沉淀)=m(金屬)+m(OH-)=(a+0.012×17) g=(a+0.204) g

三、重組思想分析書寫陌生反應

很多題型中會有陌生方程式的書寫，如果直接去分析反應可能比較難以理解，可以嘗試將物質(zhì)與溶劑分別拆分重組，將重組后物質(zhì)再與溶質(zhì)反應，則書寫相對較容易。

【例4】已知新制氯水中真正起消毒作用的是HClO，向新制氯水中加入少量小蘇打可加強其漂白能力，請書寫有關反應方程式。

【例5】某興趣小組研究某由兩種元素組成的鹽X，進行了如下實驗：

已知：X中酸根對應的酸為一元酸，氣體B與氯化氫反應生成白煙，固體C為單質(zhì)，固體D為磚紅色。

(4)已知鹽X有爆炸危險，可用次氯酸鈉溶液將其轉(zhuǎn)化為無毒害物質(zhì)，該反應的化學方程式為

。

【參考答案及分析】經(jīng)分析推導鹽X為疊氮化銅Cu(N3)2。

四、重組思想理解有機信息

有機推斷一直是熱門考點，大多會有信息提供用以推導已知流程中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，并用于設計流程制備新的物質(zhì)。對于有機中的大部分反應如取代反應和加成反應，也可用重組思想輔助理解氨解、醇解、醇酯交換等變化。

【案例4】有機化學基礎中關于格氏試劑的理解。