### 2019高考化学第8章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性考点1水的电离讲与练含解析
#### 一、水的电离平衡
1. **定义**：水是一种非常弱的电解质，在水中能够发生微弱的电离。其电离方程式可以简化为：
\[
H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-
\]
这个过程是可逆的，即水分子既可以分解成氢离子（H⁺）和氢氧根离子（OH⁻），也可以重新结合成水分子。
2. **水的离子积常数**：
- **概念**：在一定温度下，溶液中氢离子（H⁺）浓度与氢氧根离子（OH⁻）浓度的乘积是一个常数，这个常数被称为水的离子积常数（Kw）。
- **表达式**：\[K_w = [H^+][OH^-]\]
- **数值**：在标准条件下（25°C），Kw的值约为\[1 \times 10^{-14}\]。
- **影响因素**：Kw主要受温度的影响，水的电离是一个吸热过程，因此温度升高会促进水的电离，从而导致Kw增大。
3. **水的电离平衡的影响因素**：
- **加热**：加热可以促进水的电离，同时Kw也会增大。
- **加入酸或碱**：加入酸或碱会抑制水的电离，但不会改变Kw的值。
- **加入特定盐类**：加入强酸强碱的正盐对水的电离没有明显影响；加入强酸的酸式盐会抑制水的电离；而加入可水解的盐（如FeCl₃、Na₂CO₃、NH₄Cl等）则会促进水的电离。
- **加入与水反应的活泼金属**：加入与水反应的活泼金属（如Na、K等）会促进水的电离。
#### 二、重要知识点详解
1. **水的离子积常数（Kw）的意义**
- Kw是一个反映水在不同条件下电离程度的物理量。
- 在25°C下，纯水的pH值为7，此时\[c(H^+) = c(OH^-) = 1 \times 10^{-7} M\]，因此Kw的值为\[1 \times 10^{-14}\]。
- 当温度变化时，Kw也会随之变化。例如，温度升高时，Kw的值也会增大。
2. **水的电离平衡的影响因素分析**
- **加热**：提高温度会促进水的电离，这是因为水的电离是一个吸热过程。随着温度升高，水分子之间的动能增加，导致更多的水分子能够克服吸引力分解成H⁺和OH⁻离子。
- **加入酸或碱**：加入酸或碱会增加溶液中H⁺或OH⁻离子的浓度，这会抑制水的进一步电离，但不会改变Kw的值。这是因为Kw仅与温度有关。
- **加入特定盐类**：某些盐类能够通过水解作用影响水的电离平衡。例如，FeCl₃会通过水解形成Fe³⁺离子，从而促进水的电离；相反，Na₂CO₃则会抑制水的电离。
- **加入与水反应的活泼金属**：这些金属与水反应会产生H⁺离子，从而促进水的电离。
3. **实际应用举例**
- **酸碱指示剂的选择**：了解水的电离平衡有助于选择合适的酸碱指示剂，因为不同的指示剂在不同的pH值下会有颜色的变化。
- **缓冲溶液的设计**：利用水的电离平衡原理，可以设计出具有特定pH值范围的缓冲溶液，用于保持溶液pH值稳定。
水的电离及其平衡是理解酸碱理论的基础，掌握这一部分知识对于深入学习化学至关重要。通过了解水的电离平衡以及各种因素对其的影响，我们可以更好地理解和预测不同条件下溶液的性质。这对于化学实验设计、药品制造、环境保护等多个领域都有着重要的意义。
