高中化学知识点总结：金属元素及其化合物

高中化学知识点总结：金属元素及其化合物

（一）金属元素概述

1．金属元素在周期表中的位置及原予结构特征

（ 1）金属元素分布在周期表的左下方，目前已知的 112 种元素共有 90 种金属元素。

（ 2）金属元素最外层电子数一般小于 4 个。（ Ge、 Sn、 Pb 4 个 Sb、 Bi 5 个， Po 6 个）原子半径较同周期非金属原子半径大。

（ 3）金属元素形成的金属单质固态时全是金属晶体。

2．金属的分类

（ 1）冶金工业上黑色金属： Fe、 Cr、 Mn（其主要氧化物呈黑色） 。有色金属：除 Fe、

Cr、 Mn以外的所有金属。

（ 2）按密度分

轻金属： ρ ＜ 4.5g ·cm–3（如 Na、 Mg、 A1）

重金属： ρ ＞ 4.5g ·cm–3（如 Fe、 Cu、 W）

（ 3）按存在丰度分常见金属：如 Fe(4.75 ％) 、 Al(7.73 ％ ) 、Ca(3.45 ％) 等稀有金属：如锆、铪、铌等。

3．金属的物理性质

（ 1）状态：通常情况下，除汞外其他金属都是固态。

（ 2）金属光泽：多数金属具有金属光泽。

（ 3）易导电一导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。

（ 4）延展性：可压成薄片，也可抽成细丝。

（ 5）熔点及硬度：由金属晶体中金属离子和自由电子的作用强弱决定。最高的是钨

（ 3413℃ ），最低的是汞（ –39℃ ）。

4．金属的化学性质

（ 1）与非金属单质作用

（ 2）与 H2O作用

（ 3）与酸作用

（ 4）与碱作用（仅 Al 、Zn 可以）

（ 5）与盐的作用

（ 6）与某些氧化物作用

5．金属的冶炼

（ 1）热分解法（适用于不活泼金属）

2HgO=2Hg+O↑ 2Ag 2O=4Ag+O2↑

（ 2）热还原法（常用还原剂 CO、H2、 C活泼金属等）

Fe 2O3+3CO=2Fe+3COCr 2O3+2Al=2Cr+A1 2O3

（ 3）电解法（适用于非常活泼的金属）

2A12O3=4Al+3O2↑ 2NaCl=2Na+Cl 2 ↑

（二）碱金属元素

1．钠及其化合物

（ 1）钠的物理性质

钠是一种柔软、银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小，比煤油大，熔点较低。

（ 2）钠的化学性质

① 与非金属反应

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2Na + Cl 2 2NaCl

2Na + O 2 Na2O2（黄色火焰）

4Na+O2=2Na2O（空气中，钠的切面变暗）

② 与水反应

2Na+2HO=2NaOH+H↑

现象及解释：浮在水面上 —— 密度比水小；熔化成小球 —— 钠的熔点低，反应放热；四处游动 —— 生成气体；酚酞变红 —— 生成碱。

③ 与酸反应

+ +

2Na+2H=2Na +H2↑ 钠不足，直接与酸反应；钠过量，先与酸反应再与水反应。

④ 与盐溶液反应

钠与盐溶液反应，先考虑 Na 与水反应生成 NaOH，再考虑 NaOH是否与盐反应。

a．投入 NaCl 溶液中，只有 H2 放出。 2Na+2HO=2NaOH+H↑

b．投入饱和 NaCl 溶液中，有 H2 放出，还有 NaCl 晶体析出（温度不变 ) ）。

c．投入 NH4Cl 溶液中，有 H2 和 NH3 逸出。

2Na+2NHCl=2NaCl+2NH3↑+H2↑

d．投入 CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。

2Na+HO+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

（ 3）钠的保存及用途：

① 保存：钠的化学性质非常活泼，易与空气中的 O2、 H2O等反应，保存在煤油中。

② 用途：

a．工业上用于冶炼金属： 4Na+TiCl 4=Ti+4NaCl

b． Na— K 合金（液态）用作原子反应堆的导热剂

c．制造高压钠灯，作为电光源。

2．碱金属元素

（ 1）周期表中的位置：第 IA 族（ Li 、 Na、 K、 Rb、 Cs）

（ 2）原子结构特点：最外层电子数均为1。

（ 3）主要性质：

① 原子半径为同周期最大，易失电子。强还原剂且从 Li →Cs 金属性增强。

② 取高价氧化物的水化物呈强碱性，从 Li →Cs 碱性增强。

（三）镁、铝、铁及其化合物

1．镁、 铝在元素周期表中位置及原子结构镁 (Mg) ：位于周期表第 3 周期第 IIA 原子结构铝

(Al) ：位于周期表第 3 周期第 IIIA ，原子结构 Mg、Al 均为活泼金属，在化学反应中都易失

电子，其性质有相似之处，但由于原子结构不同性质上也有差异。

2．镁、铝的物理性质

① 相同点：密度较小，熔点较低、硬度较小、均为银白色。

② 不同点：铅的硬度比镁稍大，熔沸点比镁高，这是由于镁、铅的金属键的强弱不同。

3．镁、铝的化学性质比较：

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4 ．氧化铝和氢氧化铝

（ 5）向盐酸中滴入 NaAlO2 溶液直至过量。图 5 所示。

（ 6）向 NaAlO2 溶液中通人 CO2 直至过量。图 6 所示。

6．铁及其化合物

（ 1）铁在周期表中的位置及原子结构

铁位于第四周期第 Ⅷ 族，是过渡金属元素的代表， 其原子结构示意图：

铁元素是一种变价元素，通常显示 +2 价、 +3 价，其化合物及其水溶液往

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往带有颜色。

（ 2）铁的性质

① 与非金属反应

2Fe+3Cl 2=2FeCl 3（棕黄色的烟）

3Fe+2O=Fe3O4

Fe+S=FeS

（ 4）铁的氧化物和氢氧化物

① 铁的氧化物

Fe2O3+3H2O

② 铁的氢氧化物

Fe(OH) 2 Fe(OH)3

物性 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体

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（ 5） Fe2+和 Fe3+的性质

①Fe2+具有氧化性，主要表现还原性

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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/f0a50ffc8f9951e79b89680203d8ce2f01666531.html