高三金属及其化合物复习知识点总结

高三金属及其化合物复习

知识点总结

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高三化学总复习――金属及其化合物一．金属的通性1．位置：金属元素位于周期表的左下角，最外层电子数大部分少于4个。

2．物理通性：大部分有延展性、金属光泽，都有导热导电性等。

3．化学性质：易失电子，被氧化，金属表现还原性。

4．钠、铝、铁、铜单质的重要性质钠铝铁铜

与非金属单质O24Na+O2＝2Na2O

O2+2Na Na2O2

4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO

Cl22Na+Cl

22NaCl 2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2 S 2Na+S Na

2S 2Al+3S Al2S3Fe+S FeS 2Cu+S Cu2S

H2O 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+6H

2O

2Al(OH)3+3H2↑

3Fe+4H2O Fe3O4+4H2不反应

HCl溶液2Na+2HCl＝2NaCl+H2↑2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑不反应

NaOH溶液与水反应2Al+2NaOH+2H2O＝

2NaAlO2+3H2↑

不反应不反应

CuSO4溶液2Na+2H2O+CuSO4＝

Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑

较复杂较复杂不反应

制备

2NaCl2Na+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CuO+CO Cu+CO2

二．钠及其化合物

1．钠

⑴钠的物理性质

状态颜色硬度密度熔点导电、导热性

固体银白色较小(比水大）较小(比水小）较低（用酒精灯加热，很快熔

化）

是电和热的良导体

⑵钠的化学性质

①钠与非金属单质的反应

A：与氧气：4Na+O2＝2Na2O(变暗)；O2+2Na Na2O2(燃烧生成淡黄色固体)

B：与氯气：2Na+Cl22NaCl；

C：与S：2Na+S Na2S

②钠与水的反应（水中先滴入酚酞）

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

现象概述现象描述原因浮浮在水面钠的密度比水小

游四处游动钠与水反应产生气体

熔融化成银白色小球钠的熔点较低，且该反应放出大量热响发出咝咝的响声钠与水反应剧烈

红溶液由无色变为红色生成了碱性物质

③钠与酸的反应：2Na+2H+＝2Na++H2↑

④钠与盐溶液的反应：

2Na+2H2O+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑；6Na+6H2O+2FeCl3＝6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

⑤Na可与某些有机物反应：

2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑；2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；

2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑；

⑶钠的保存

通常钠保存在煤油中，原因是①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应；②钠不与煤油反应；③钠的密度比煤油大，沉于底部。

注意：钠保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易挥发，CCl4的密度比钠的密度大，起不到隔离O2和H2O的作用。

⑷钠的用途：①冶炼金属：TiCl4+4Na Ti+4NaCl；②钠钾合金，作原子反应堆的导热剂；③在电光源上，用钠制高压钠灯。

2．钠的重要化合物

⑴Na2O、Na2O2和NaOH

名称和化学式氧化钠（Na2O）过氧化钠（Na2O2）氢氧化钠（NaOH）

颜色和状态白色固体淡黄色固体无色固体

类别碱性氧化物

离子化合物过氧化物

离子化合物

碱

离子化合物

电子式

Na+[]Na+Na+[]2-Na+Na+[]－氧元素化合价-2 -1 -2

化学键离子键离子键

非极性键离子键极性键

稳定性不稳定比Na2O稳定稳定

与水反应Na2O+H2O＝2NaOH 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑不反应

与酸反应Na2O+2HCl＝2NaCl

+H2O

2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑＋2H2O NaOH+HCl＝NaCl+H2O

与酸酐反应Na2O+CO2＝Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O

NaOH+CO2＝NaHCO3

与盐溶液反应Na2O+2NaHSO4＝2Na2SO4+H2O

Na2O+H2O+CuSO4＝

Cu(OH)2↓+Na2SO42Na2O2+4NaHSO4＝4Na2SO4+O2↑+2H2O

2Na2O2+H2O+CuSO4＝

Cu(OH)2↓+2Na2SO4+O2

NaOH+NaHSO4＝Na2SO4+H2O

2NaOH+CuSO4＝Cu(OH)2↓+Na2SO4

用途制氢氧化钠漂白剂、供氧剂、

氧化剂

化工原料、制纸浆、肥皂知识拓展：Na2O2的强氧化性：能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因强氧化性而使品红溶液褪色。

⑵Na2CO3和NaHCO3

名称和化学式碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）

俗名纯碱、苏打小苏打

颜色和状态白色晶体白色粉末

水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3溶解度小）

热稳定性稳定不稳定：2NaHCO

3Na2CO3+CO2↑+H2O

与酸反应CO32－+H+＝HCO3－

HCO3－+H+＝H2O+CO2↑

HCO3－+H+＝CO2↑+H2O

与某些碱反应Ba(OH)2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaOH NaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+NaOH+H2O

2NaHCO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

与某些盐反应BaCl2+Na2CO3＝BaCO3↓+2NaCl NaHCO3+NaHSO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑

与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3不反应

相互转化

Na2CO3NaHCO3

制法NaOH+CO2＝NaHCO3

2NaHCO32Na2CO3+H2O+CO2↑

NaOH+CO2＝NaHCO3

鉴别加酸产生CO2

加热难分解加酸产生CO2较Na2CO3快加热分解出CO2

用途制玻璃、肥皂、造纸、纺织发酵粉、治胃酸过多知识拓展：

①钠在露置于空气中的变化过程：

Na→Na2O→NaOH→NaOH(aq)→Na2CO3·10H2O→Na2CO3

银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末

②碳酸钠与盐酸的反应：

若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：H++CO32－=HCO3－；HCO3－+H+=H2O+CO2↑。

现象：开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体。

若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：2H++CO32－＝H2O+CO2↑。

现象：立即出现气泡。（常用来相互鉴别）

⑶钠及其化合物间的相互转化

3．碱金属元素的原子结构和性质及其递变规律

名称和符号锂（Li）钠（Na）钾（K）铷（Rb）铯（Cs）原子序数 3 11 19 37 55

结构原子结构结构简图

电子式Li·Na·K·Rb·Cs·主要化合价+1 +1 +1 +1 +1 相同点最外层电子数相同，都是1个电子

不同点原子核外电子层数不同，依次增多

原子半径依次递增

离子半径依次递增

金属活动性依次递增

质还原性依次递增

阳离子氧化性依次递减

物理性质颜色和状态银白色固体

密度0．534g/cm3cm3cm3cm3cm3熔点依次递减

沸点依次递减

化学性质跟氧气反应4Li+O2＝2Li2O

4Na+O2＝2Na2O

2Na+O2Na2O2

2K+O2＝K2O2

K+O2KO2

Rb+O2

RbO2

Cs+O2CsO2跟卤素反应2M+X2＝2MX（M、X2分别表示碱金属、卤素）

跟硫反应2M+S＝M2S

与水反应2M+2H2O＝2MOH+H2↑反应剧烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs

与酸反应2M+2H+＝2M++H2↑

与盐溶液反应

（CuSO4）

制法

2MCl2M+Cl2↑（K：Na+KCl K+NaCl）

知识拓展：碱金属的特殊性：

①Na、K需保存于煤油中，但Li的密度比煤油小，所以Li必须保存在密度更小的石蜡中或密封于石蜡中。

②碱金属中，从Li→Cs，密度呈增大的趋势，但ρ(K)<ρ(Na)

③试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等除外。

三．镁、铝及其化合物

1．镁与铝

⑴原子结构及物理性质

镁铝在周期表中位置第3周期第ⅡA族第3周期第ⅢA族

原子结构示意图

色态较低较低但大于镁

熔点较小较小但大于镁

密度较小较小但大于镁

硬度较小较小但大于镁

⑵镁铝的化学性质

项目Mg Al

与非金属反应O2

方程式2Mg+O

22MgO 4Al+3O22Al2O3现象剧烈反应、耀眼白光、放出大量热S Mg+S MgS 2Al+3S Al

2S3

N23Mg+N

2Mg3N2

与H2O 方程式Mg+2H

2O Mg(OH)2+H2↑

2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑

现象冷水慢，沸水快一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应

与酸反应 Mg+2H +=Mg 2+

+H 2↑

2Al+6H +＝2Al 3+

+3H 2↑(常温下，在浓H 2SO 4、浓HNO 3中钝化)

与NaOH 溶液

2Al+2NaOH+2H 2O ＝2NaAlO 2+3H 2↑

与某些氧化物 2Mg+CO 2

2MgO+C

2Al+Fe 2O 32Fe+Al 2O 3

主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等 工业制备

MgCl 2

Mg+Cl 2↑

2Al 2O 3

4Al+3O 2↑

2．镁和铝氧化物的对比

氧化物 MgO

Al 2O 3

属类 碱性氧化物

两性氧化物

色态

白色粉末、熔点高

白色粉末、熔点高 化学

性质

H 2O

MgO+H 2O ＝Mg(OH)2↓(反应缓慢进行)

不溶解也不反应

酸液

MgO+2H +＝Mg 2+

+H 2O Al 2O 3+6H +＝2Al 3+

+3H 2O NaOH 溶液

不溶解也不反应

Al 2O 3+2NaOH ＝2NaAlO 2+H 2O

重要用途

制造耐火、耐高温材料 制造耐火、耐高温器材，冶炼铝

3．镁和铝的氢氧化物

氢氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3

属类 碱

两性氢氧化物 色态 白色固体 白色固体 溶解性 难溶

难溶

电离方程式

Mg(OH)2Mg 2++2OH －

H 2O+AlO 2－+H

+

Al(OH)3Al 3++3OH －

与HCl 等酸溶液 Mg(OH)2+2HCl=MgCl 2+2H 2O (可溶于NH 4Cl 等强酸弱碱盐) Al(OH)3+3HCl=AlCl 3+3H 2O 与NaOH 溶液 不反应

Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O 热不稳定性 Mg(OH)2MgO+H 2O

2Al(OH)3Al 2O 3+3H 2O 实验室制法

可溶性镁盐加NaOH 溶液 Mg 2++2OH -＝

Mg(OH)2↓

可溶性铝盐加氨水 Al 3++3NH 3·H 2O ＝Al(OH)3↓+3NH +4

4．铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象

实验操作 实验现象 图象 离子方程式

①向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH 溶液至过量 先生成沉淀又溶解 Al 3++3OH -＝Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH -＝AlO 2-＋

2H 2O

②向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量

出现白色沉淀 Al 3++3NH 3·H 2O ＝Al(OH)3↓+3NH 4＋

③向NaOH 溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量 开始无明显变化，一段时间后出现沉淀 Al 3++4OH -=AlO 2-+2H 2O ；

3AlO 2-+Al 3+

+6H 2O ＝4Al(OH)3↓

④向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量 先沉淀又溶解 H ++AlO 2-+H 2O=Al(OH)3↓；

Al(OH)3+3H +=Al 3+

+3H 2O

⑤向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO 2气体至过量

先无明显变化，后出现沉淀 AlO -2+2H 2O+CO 2(过量)=Al(OH)3↓+HCO -3

2AlO 2-+3H 2O+CO 2(少量)=Al(OH)3↓+CO 2-3 ⑥向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量 出现白色沉淀 4H ++AlO 2-=Al 3+

＋2H 2O ；

3AlO 2-+Al 3+

+6H 2O ＝4Al(OH)3↓ 知识拓展：

⑴Al(OH 3)的两性：H 2O+AlO 2－+H +Al(OH)3Al 3++3OH －

酸式电离 碱式电离

当向Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使Al(OH)3溶解。当向Al(OH)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使Al(OH)3溶解。

⑵铝热反应及应用：2Al+Fe 2O 32Fe+Al 2O 3；4Al+3MnO 23Mn+2Al 2O 3 铝热剂――铝粉和金属氧化物；助燃剂――KClO 3；引燃剂――镁条。 铝热反应应用：焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：钒、铬、锰等。 ⑶既能与强酸又能与强碱反应的物质：

①金属单质：Al ；②两性氧化物：Al 2O 3；③两性氢氧化物Al(OH)3；④弱酸的酸式盐：NaHCO 3、NH 4HCO 3等；⑤弱酸铵盐：(NH 4)2CO 3、(NH 4)2S 等。

四．铁及其化合物

1．铁

⑴铁的原子结构：位于第4周期Ⅷ族，是过渡元素。

原子结构示意图：；常见价态＋2，＋3价。

⑵物理性质：纯铁为银白色有金属光泽，有延展性和导热性，能导电，能被磁铁吸引，密度cm3，熔点1535℃，沸点2750℃。

⑶化学性质：

铁能与Cl2、Br2、O2、I2、S等非金属单质反应；与稀硫酸、浓硫酸、硝酸、盐酸等酸反应；与H2O、Fe3+、Cu2+等反应。

①与铁生成＋3价的有：Cl2、Br2、浓硫酸、硝酸等。

②与铁生成＋2价的有：I2、S、稀硫酸、盐酸、Fe3+、Cu2+等。

③与铁生成Fe3O4的有：O2、H2O等。

2.铁的氧化物

3.铁的氢氧化物

4.亚铁和铁盐的鉴别

5．铁三角

知识拓展：

●Fe3+的性质规律：

⑴水解性：

①Fe3+半径小，所带电荷高，水解能力强。

常温下，Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+

沸水中，Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+

②遇HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-等离子时，水解完全。

如Fe3++3HCO3-＝Fe(OH)3↓+3CO2↑。

③将FeCl3溶液蒸干并灼烧，得Fe2O3。

④在pH≥4时，它就形成Fe(OH)3而沉淀完全。

⑵较强的氧化性：

①Fe3+的氧化性在金属阳离子中是比较强的，其氧化性：

H+

②Fe3+表现氧化性的反应有：

⑶特征络合反应：Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3显红色。

Fe3++6C6H5OH＝[Fe(C6H5O)6]3-+6H+，显紫色。

●制Fe(OH)2白色沉淀：

Fe(OH)2极易被氧化，溶解在水中少量的O2都能将它氧化成Fe(OH)3，所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到

Fe(OH)2白色沉淀。要制得Fe(OH)2白色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馏水（以减少溶解在水中的O2）临时配制的FeSO4溶液，最好在溶液中再滴几滴植物油以避免FeSO4溶液与空气接触，准备加入的NaOH溶液也要先加热煮沸，加入NaOH溶液时应将滴管尖嘴伸人FeSO4溶液的试管底部再挤出NaOH溶液。

五．铜及其化合物

1．铜

⑴原子结构：铜元素位于元素周期表第4周期ⅠB族，过渡元素。

原子结构示意图：；常见价态＋1和＋2价。

⑵物理性质：紫红色光泽，熔点℃，沸点为2567℃，有良好延展性，是电和热的良导体。

⑶化学性质：

①与非金属单质2Cu+O22CuO(黑色)；2Cu+S Cu2S；Cu+Cl2CuCl2

②与酸反应：与非氧化性酸反应(稀盐酸、稀硫酸)不反应。

Cu+2H2SO4(稀)CuSO4+SO2↑＋2H2O；Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

③盐溶液：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；Cu+2FeCl3＝CuCl2+2FeCl2

④在潮湿空气中生成铜绿：2Cu+O2+H2O+CO2＝Cu2(OH)2CO3

2．铜的化合物

⑴铜的氧化物[CuO]

CuO+2HCl＝CuCl2+H2O；H2+CuO Cu+H2O；C+2CuO2Cu+CO2↑

⑵铜的氢氧化物[Cu(OH)2]：蓝色难溶于水。

Cu(OH)2+2HCl＝CuCl2+2H2O；Cu(OH)2CuO+H2O；

CH3CHO+2Cu(OH)2Cu2O↓+CH3COOH+2H2O

⑶硫酸铜[CuSO4]

CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4；CuSO4+Fe＝Cu+FeSO4；

CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O(蓝色粉末变为白色粉末)；CuSO4+5H2O＝CuSO4·5H2O（白色粉末变成蓝色，常用来检验水的存在）。

3．铜及其化合物间的相互转化

六．金属规律小结：

金属活动顺序表及应用（重点：钠、镁、铝、铁、铜的性质及强弱比较）

金属活动顺序KCaNa MgAlZn FeSnPb (H) CuHg

Ag

PtAu

原子失电子能力由大到小，还原性由强到弱离子得电子能力由小到大，氧化性由弱到强

和氧气反应常温易被氧化常温能被

氧化

常温干燥空气中不易被氧化

加热

时能

被氧

化

不能氧

化

和水反应剧烈反应得强碱

和H2

与热水慢

反应

高温与水蒸气反应生成金属氧化物和H2不跟水反应

和酸反应剧烈反应置换出氢能置换出酸（非氧化性酸）中的氢不能置换稀酸中的氢

与氧

化性

酸反

应

只溶于

王水

和强碱反应仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应

和盐溶液反应先与水反应前面的金属从盐溶液中置换出后面的金属

金属氧化物与水剧烈反应弱不溶于水，也不与水反应

碱的热分解不分解受热分解常温分解

冶炼方法熔融电解法热还原法（高温用CO、Al等）热分

解法

物理方

法

在自然界中的存在形式只已化合态存在

多以

化合

态，

极少

以游

离态

只以游

离态存

在

七．合金

1．概念：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

2．性能：硬度比单一金属大；熔点比单一金属低；化学性质与单一成分不同；机械性能优于单一成分