第二章：海水中的重要元素
钠、氯与物质的量
一、活泼的金属——钠 (Na)
1. 钠的性质与保存
- **物理性质：**银白色，质软（可用刀切），密度比水小，熔点低。
- **保存：**保存在煤油或石蜡油中（隔绝空气和水）。
- **与水反应现象：**浮、熔、游、响、红（加酚酞）。
2. 重要化合物
- **过氧化钠 (Na₂O₂)：**淡黄色固体。
反应：能与水、CO₂反应生成O₂。
用途：呼吸面具、潜水艇供氧剂。 - 碳酸钠 (Soda) vs 碳酸氢钠 (Baking Soda)：
• 溶解性：Na₂CO₃ > NaHCO₃。
• 热稳定性：Na₂CO₃稳定；NaHCO₃受热易分解。
• 鉴别：加热法（产生气体的是NaHCO₃）；加CaCl₂（产生沉淀的是Na₂CO₃）。
二、富集在海水中的元素——氯 (Cl)
1. 氯气 (Cl₂) 的性质
- **物理性质：**黄绿色，有刺激性气味，有毒，密度比空气大。
- **化学性质：**强氧化性。与Fe反应生成FeCl₃（棕褐色烟）；与Cu反应生成CuCl₂（棕黄色烟）。
2. 氯水与漂白原理
- 新制氯水成分（三分子四离子）：
分子：Cl₂、H₂O、HClO
离子：H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻ - **次氯酸 (HClO)：**弱酸性，强氧化性 (漂白、杀菌)，见光易分解。
- **漂白液 (84消毒液)：**有效成分 NaClO。
制备：Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O
三、化学计算的桥梁——物质的量
1. 四大核心公式 (必须背熟)
1. n = m / M (质量)
2. n = N / Nₐ (微粒数)
3. n = V / Vₘ (气体, 标况下 Vₘ≈22.4 L/mol)
4. n = c · V (溶液)
2. 物质的量浓度与质量分数换算
c = (1000 · ρ · ω) / M
- ρ：密度 (g/cm³)
- ω：质量分数 (如 98%)
- M：摩尔质量 (g/mol)
3. 配制一定物质的量浓度的溶液
- **步骤：**计算 → 称量 → 溶解 → 冷却 → 移液 → 洗涤 → 定容 → 摇匀。
- 误差分析 (定容)：
• 仰视刻度线：加水多了，浓度偏低。
• 俯视刻度线：加水少了，浓度偏高。
四、典型题实战 (扩充版)
【题型一】阿伏伽德罗常数(Nₐ)判断
设 Nₐ 为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A. 标准状况下，11.2 L 水中含有的分子数为 0.5Nₐ B. 常温常压下，11.2 L Cl₂ 含有的分子数为 0.5Nₐ C. 1 mol Na₂O₂ 与足量 H₂O 反应，转移电子数为 2Nₐ D. 2.3g 金属钠与足量水反应，转移的电子数为 0.1Nₐ
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正确答案：D
❌ **A项：**标况下水是液体，不能用 22.4 L/mol 计算。
❌ B项：“常温常压”不是“标准状况”，气体摩尔体积不是 22.4。
❌ **C项：**Na₂O₂ 与水反应是歧化反应。O元素从 -1 价变成 0 价(O₂) 和 -2 价(NaOH)。1 mol Na₂O₂ 只转移 1 mol e⁻。
✅ **D项：**n(Na) = 2.3g / 23g/mol = 0.1 mol。Na变+1价，转移 0.1 mol 电子。
【题型二】氯水的性质与保存
下列关于新制氯水的说法，错误的是（ ）
A. 新制氯水呈浅黄绿色，说明其中含有 Cl₂ 分子 B. 向氯水中滴加 AgNO₃ 溶液，产生白色沉淀，说明含有 Cl⁻ C. 向氯水中滴加石蕊试液，溶液先变红后褪色 D. 氯水需保存在无色细口瓶中
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正确答案：D
✅ **A、B项：**描述正确，体现了氯水成分的多样性。
✅ **C项：**先变红是因为含 H⁺ (酸性)，后褪色是因为含 HClO (漂白性)。
❌ **D项：**HClO 见光易分解，必须保存在棕色细口瓶中，并置于阴凉处。
【题型三】Na₂CO₃ 与 NaHCO₃ 的鉴别
现有两瓶无色溶液，分别是 Na₂CO₃ 和 NaHCO₃，下列鉴别方法不可行的是（ ）
A. 分别加热，观察是否有气体生成 B. 分别滴加 CaCl₂ 溶液，观察是否有沉淀 C. 分别滴加稀盐酸，观察产生气体的快慢 D. 分别滴加 NaOH 溶液，观察是否有沉淀
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正确答案：D
✅ **A项：**若是固体，加热法最佳（NaHCO₃分解）。溶液加热现象不明显，但理论上可行。
✅ **B项：**Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ (沉淀)；NaHCO₃ 不反应。可行。
✅ **C项：**NaHCO₃ 反应更快（一步反应），Na₂CO₃ 较慢（两步反应）。可行。
❌ **D项：**两者与 NaOH 混合均无明显现象 (HCO₃⁻ + OH⁻ = CO₃²⁻ + H₂O，无沉淀气体)。不可行。
【题型四】氯气的实验室制备与除杂
实验室用 MnO₂ 和浓盐酸加热制取 Cl₂，并用 MnCl₂ 溶液回收 Mn。下列说法正确的是（ ）
A. 为了除去 Cl₂ 中的 HCl 气体，可将气体通入饱和 NaHCO₃ 溶液 B. 为了除去 Cl₂ 中的水蒸气，可将气体通入碱石灰 C. 收集 Cl₂ 时，应采用向上排空气法 D. 尾气吸收时，可将导管直接通入水中
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正确答案：C
❌ **A项：**NaHCO₃ 会与 HCl 反应生成 CO₂，引入了新的杂质 CO₂。应使用饱和食盐水除去 HCl。
❌ **B项：**Cl₂ 是酸性气体，会与碱石灰（含NaOH和CaO）反应。应使用浓硫酸干燥。
✅ **C项：**Cl₂ 密度比空气大，用向上排空气法收集。
❌ **D项：**Cl₂ 在水中溶解度不大，应用 NaOH 溶液吸收。且直接通入水也可能倒吸。
【题型五】漂白粉的原理
关于漂白粉的说法中，错误的是（ ）
A. 漂白粉的有效成分是 Ca(ClO)₂ B. 工业上用 Cl₂ 通入石灰乳制备漂白粉 C. 漂白粉在空气中失效的原因是 Ca(ClO)₂ + H₂O + CO₂ = CaCO₃ + 2HClO，且HClO分解 D. 漂白粉的主要成分是 CaCl₂
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正确答案：D
✅ **A、B项：**正确。反应为 2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O。有效成分是次氯酸钙。
✅ **C项：**这是漂白粉失效的原理。次氯酸钙与空气中 CO₂ 反应生成不稳定的 HClO，HClO 见光分解导致失效。
❌ D项：D项表述稍微有点坑。漂白粉的主要成分是 CaCl₂ 和 Ca(ClO)₂ 的混合物，但有效成分仅是 Ca(ClO)₂。单纯说主要成分是 CaCl₂ 是片面的（因为它不起漂白作用）。
【题型六】物质的量浓度换算
市售浓硫酸的密度为 1.84 g/cm³，质量分数为 98%，摩尔质量为 98 g/mol。则该浓硫酸的物质的量浓度为（ ）
A. 18.4 mol/L B. 9.2 mol/L C. 1.84 mol/L D. 10 mol/L
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正确答案：A
🔍 **公式：**c = (1000 · ρ · ω) / M
🧮 计算：
c = (1000 × 1.84 × 98%) / 98
= (1840 × 0.98) / 98
= 1840 / 100
= 18.4 mol/L
这也是高中阶段必须记住的一个常数：浓硫酸浓度约为 18.4 mol/L。
【题型七】Na 与盐溶液的反应
将一小块金属钠投入到 CuSO₄ 溶液中，现象是（ ）
A. 钠浮在水面上，置换出红色的铜 B. 钠沉在水底，产生大量气泡 C. 钠熔化成小球，浮在水面上，有蓝色沉淀生成 D. 溶液变无色
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正确答案：C
🔍 **核心逻辑：**钠太活泼，先与水反应，生成的 NaOH 再与盐反应。
1. 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ (浮、熔、游、响)
2. 2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ (蓝色沉淀) + Na₂SO₄
❌ **A项：**钠不能在水溶液中直接置换金属（除非是熔融状态）。