廣義的水解觀認(rèn)為，無(wú)論是鹽的水解還是非鹽的水解，其最終結(jié)果都是反應(yīng)中各物質(zhì)和水分別解離成兩部分，然后兩兩重新組合成新的物質(zhì)。故水解反應(yīng)的本質(zhì)就是呈正價(jià)的原子或原子團(tuán)結(jié)合呈負(fù)價(jià)的氫氧根，而呈負(fù)價(jià)的原子或原子團(tuán)結(jié)合呈正價(jià)的氫離子。

水解反應(yīng)一般都不是氧化還原反應(yīng)(含有-1價(jià)H的化合物水解除外)。無(wú)機(jī)反應(yīng)中一般把水解反應(yīng)劃分到復(fù)分解反應(yīng)的范疇，有機(jī)反應(yīng)中把水解反應(yīng)劃分到取代反應(yīng)的范疇。

鹽類水解的實(shí)質(zhì)是：鹽電離出來(lái)的弱酸根陰離子與水電離出的H+結(jié)合成弱酸，鹽電離出來(lái)的弱堿根陽(yáng)離子與水電離出來(lái)的OH-結(jié)合成弱堿，從而促進(jìn)水的電離平衡正向移動(dòng)。25℃時(shí)，水電離出的H+和OH-濃度相等且都大于1×10-7mol/L。鹽類水解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水解。

鹽類水解的規(guī)律是：有弱才水解，無(wú)弱不水解，越弱越水解，誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性。多元弱酸根陰離子水解分步進(jìn)行，一次只能結(jié)合一個(gè)H，水解程度逐漸減弱，堿性取決于第一步水解。多元弱酸的酸式根陰離子既能水解也能電離，高中階段除H2PO4-、HSO3-;、HC2O4-電離大于水解趨勢(shì)，溶液呈酸性外，其它多元弱酸的酸式鹽都是水解趨勢(shì)大于電離趨勢(shì)，溶液呈堿性。

除下列三組常見的鹽能發(fā)生完全水解外，其它鹽的水解包括弱酸弱堿鹽的水解都只能用“?”，不能打“↓”和“↑”。Fe3+與CO32-、HCO3-;Al3+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、AlO2-;NH4+與SiO32-、AlO2-等能發(fā)生完全水解，化學(xué)方程式要用“=”，不用“?”，且要標(biāo)“↓”和“↑”。這些離子在水溶液中不能大量共存。

AlO2-能奪取HCO3-中H+，促進(jìn)HCO3-電離，反應(yīng)生成CO32-和Al(OH)3因此AIO2-和HCO3-在溶液中不能大量共存。

在鹽類的水解中TiCl的水解非常特殊，水解生成對(duì)應(yīng)的氧化物和酸：

TiCI4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCI。

書寫非鹽類無(wú)機(jī)物水解化學(xué)方程式時(shí)，先比較該無(wú)機(jī)物中每種元素的非金屬性強(qiáng)弱，從而標(biāo)出每種元素化合價(jià)，根據(jù)水解時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)應(yīng)不變，正價(jià)元素與水中OH-結(jié)合，負(fù)價(jià)元素與水中H+結(jié)合而快速分析出反應(yīng)產(chǎn)物。

1、非金屬氯化物

非金屬氯化物水解生成一種含氧酸(或酸酐)和鹽酸。如：

PCl3+3H2O=H3PO3+3HCI

PCI5+4H2O=H3PO4+5HCI

BCl3+3H2O=H3BO3+3HCI

SOCI2+H2O=SO2↑+2HCI

COCI2+H2O=CO2↑+2HCl

2、鹵素互化物

鹵素互化物水解生成次鹵酸和氫鹵酸。如：

IBr+H2O=HBr+HIO

ICl+H2O=HIO+HCI

ICl3+3H2O=H3IO3+3HCI

IBr、ICl等鹵素互化物雖與鹵素單質(zhì)一樣與水、堿溶液反應(yīng)，但其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是不同的。鹵素單質(zhì)與水、堿溶液反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)(歧化反應(yīng))，而IBr、ICl與水和堿溶液反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)。

3、金屬碳化物、硅化物

金屬碳化物、硅化物水解生成金屬氫氧化物和氫化物。如：

CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑

Mg2Si+4H2O=2Mg(OH)2+SiH4↑

4、金屬氮化物、磷化物、砷化物

金屬氮化物、磷化物、砷化物水解生成金屬氫氧化物和氫化物。如：

Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑

Ca3P2+6H20=3Ca(OH)2+2PH3↑

Ca3As2+6H2O=3Ca(OH)2+2AsH3↑

AlP+3H2O—Al(OH)+PH3↑

5、金屬過氧化物

金屬過氧化物水解生成金屬氫氧化物和過氧化氫，過氧化氫不穩(wěn)定，再分解成水和氧氣。如：

Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2↑

2H2O2=H2O+O2↑

CaO2+2H2O=Ca(OH)2+H2O2

2H2O2=2H2O+O2↑

6、離子型氫化物

離子型氫化物如NaH、LiH、KH、CaH2、NH4H中的氫為-1價(jià)，具有還原性，可與水中+1價(jià)氫發(fā)生歸中反應(yīng)生成H2。因此，離子型氫化物的水解是氧化還原反應(yīng)。如：

LiH+H2O=LiOH+H2↑

CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑

NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑

7、類似于水解——硼酸的電離

H3BO3其酸性來(lái)源不是本身給出H+，因?yàn)榕鹗侨彪娮釉?，能加合水分子的氫氧根離子形成配位鍵而釋放出H+。

1、鹵代烴的水解

反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：鹵原子被水中羥基取代，先生成醇和鹵化氫，然后鹵化氫再和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，所以最終生成物是醇、鹵化鈉、水，水前后消掉。該反應(yīng)發(fā)生的條件是強(qiáng)堿的水溶液來(lái)促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，還需要加熱來(lái)加快反應(yīng)速率，因而在方程式上應(yīng)該注明反應(yīng)的條件是水、加熱，NaOH最好作為反應(yīng)物參加反應(yīng)。鹵代烴的水解反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，反應(yīng)通式為：

RX+NaOH→ROH+NaX

2、酯的水解

反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：酯基中斷裂碳氧單鍵，水中斷裂氧氫鍵，水中的羥基加到羰基的碳上形成羧基，水中的氫原子加到酯基斷裂得到的氧上形成羥基。

酯在稀硫酸酸性條件下加熱的水解是可逆的，要用可逆符號(hào)，生成羧酸和醇。如果在堿性條件下加熱，堿可以中和羧酸促進(jìn)平衡正向移動(dòng)而使水解進(jìn)行完全，故方程式要用等號(hào)，產(chǎn)物是羧酸鹽和醇。酯的水解反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，反應(yīng)通式為：

RCOOR +H2O→RCOOH+R OH

RCOOR +NaOH→RCOONa+R OH

3、二糖、多糖、多肽和蛋白質(zhì)的水解

二糖在稀硫酸加熱條件下能水解成單糖，一分子蔗糖水解為一分子葡萄糖和一分子果糖，一分子麥芽糖水解成二分子葡萄糖。多糖淀粉在稀硫酸加熱條件下水解成葡糖糖，多糖纖維素在較濃硫酸加熱條件下水解成葡糖糖。多肽和蛋白質(zhì)在水解酶的條件下水解成氨基酸。二糖和多糖的水解一般不認(rèn)為是取代反應(yīng)，多肽和蛋白質(zhì)的水解屬于取代反應(yīng)。

4、有機(jī)金屬化合物的水解

有機(jī)金屬化合物中，金屬離子帶正電荷與水中OH-結(jié)合成金屬氫氧化物，剩余的有機(jī)部分帶負(fù)電荷與水中H+結(jié)合成有機(jī)物。如：

C2H5ONa+H2O→NaOH+C2H5OH

(CH3)3COMgBr+H2O→(CH3)3COH+Mg(OH)Br

Al(C2H5)3+3H2O→Al(OH)3+3C2H6↑

我們最熟悉的碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鈉等能作為堿使用就是基于它們的水解反應(yīng)。其他的應(yīng)用還包括以下幾個(gè)方面。

1、泡沫滅火器

根據(jù)二氧化碳既不能燃燒也不能支持燃燒的性質(zhì)，人們研制了各種各樣的二氧化碳滅火器：泡沫滅火器、干粉滅火器及液體二氧化碳滅火器。

其中泡沫滅火器是利用Al3+和CO32-離子的水解反應(yīng)互相促進(jìn)、生成二氧化碳的原理。泡沫滅火器內(nèi)有兩個(gè)容器，分別盛放硫酸鋁和碳酸氫鈉溶液，兩種溶液互不接觸，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)(平時(shí)千萬(wàn)不能碰倒泡沫滅火器)。當(dāng)使用泡沫滅火器滅火時(shí)，把滅火器倒立，兩種溶液混合在一起，就會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w：

Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑

除了兩種反應(yīng)物外，滅火器中還加入了一些發(fā)泡劑。打開開關(guān)，泡沫從滅火器中噴出，覆蓋在燃燒物品上，使燃燒的物質(zhì)與空氣隔離，并降低溫度，達(dá)到滅火的目的。

2、水的凈化

自然界的水(河水、湖水、水庫(kù)水)中存在多種物質(zhì)，如可溶的無(wú)機(jī)離子K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-，懸浮的細(xì)小的礦物顆粒和腐殖質(zhì)等有機(jī)物。為使其達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)通常經(jīng)過下面的過程進(jìn)行凈化：

自然水→混凝→沉淀→過濾→殺菌→凈水

其中的混凝過程需要使用高效凈水劑——堿式氯化鋁。堿式氯化鋁為無(wú)色或黃色樹脂狀固體，其組成為[Al2(OH)nCl6-n]m(1 n 5，m 10)。堿式氯化鋁是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一系列水解中間產(chǎn)物聚合而成的高分子化物(多羥基多核配合物)。氯離子解離后形成帶高正電荷的膠體粒子。這些帶正電荷的膠體粒子具有強(qiáng)的吸附水中泥土膠粒的能力，因而可以實(shí)現(xiàn)高的凝聚效率和沉淀作用。

3、產(chǎn)品純化

在工業(yè)生產(chǎn)中，常利用將Fe3+離子水解析出氫氧化鐵沉淀的方法，除去產(chǎn)品中的雜質(zhì)鐵。工業(yè)生產(chǎn)中向含F(xiàn)e2+離子的硫酸鹽溶液中加入氧化劑(如NaClO3)，使Fe2+離子全部轉(zhuǎn)化為Fe3+離子，然后調(diào)節(jié)溶液的pH在1.6-1.8范圍內(nèi)，加熱至85-95℃促進(jìn)Fe3+離子水解。Fe3+離子的水解產(chǎn)物以黃色的黃鐵礬晶體(M2Fe6(SO4)4(OH)12，M=K+、Na+、NH4+)析出：

3Fe2(SO4)3+6H2O=6Fe(OH)SO4+3H2SO4

4Fe(OH)SO4+4H2O=2Fe2(OH)4SO4+2H2SO4

2Fe(OH)SO4+2Fe2(OH)4SO4+Na2SO4+2H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+H2SO4

4、納米粉的制備

納米粉又稱為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒徑在100nm以下的粉末或顆粒。納米粉是一種介于原子、分子與宏觀物體之間，處于中間物態(tài)的固體顆粒材料。納米粉的制備方法多達(dá)十幾種，其中的水解法和溶膠-凝膠法都是利用水解反應(yīng)。

例如在氧化鋯(ZrO2)納米粉的制備中，是將四氯化鋯和二氯氧鋯在沸水中循環(huán)地加水水解，Zr(IV)的水解產(chǎn)物為水合氧化鋯。經(jīng)焙燒后得到粒徑為20nm左右的氧化鋯納米粉。在溶膠-凝膠法制備納米粉時(shí)，通常使用有機(jī)溶劑來(lái)控制水的量，使金屬鹽有控制地水解而形成溶膠。溶膠中的膠體粒子進(jìn)一步縮合形成凝膠。對(duì)凝膠進(jìn)行熱處理得到納米粉。例如鈮鉭酸鉀納米粉的制備：

KM(OC2H5)6+H2O→KM(OC2H5)5OH+C2H5OH(M=Nb,Ta)

KM(OC2H5)5OH+(OC2H5)KM(OC2H5)5→(OC2H5)5KM-O-MK(OC2H5)5+C2H5OH

(OC2H5)5KM-O-MK(OC2H5)5→溶膠→凝膠→納米粉