完整版)高中化学知识点总结：金属元素及其化合物

完整版)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子结构特征
金属元素分布在周期表的左下方，目前已知的112种元素中有90种金属元素。

金属元素最外层电子数一般小于4个，仅有Ge、Sn、Pb有4个，Sb、Bi有5个，Po有6个。

金属原子半径较同周期非金属原子半径大。

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）按冶金工业上的颜色分：黑色金属有Fe、Cr、Mn （其主要氧化物呈黑色），有色金属则是除Cr、Mn以外的所有金属。

2）按密度分：轻金属密度小于4.5g/cm³，如Na、Mg、Al；重金属密度大于4.5g/cm³，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：除汞外，其他金属通常为固态。

2）金属光泽：多数金属具有金属光泽。

3）易导电和导热：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：金属可以压成薄片，也可以抽成细丝。

5）熔点及硬度：金属晶体中金属离子和自由电子的作用强弱决定其熔点和硬度，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，只有Al、Zn可以。

5）与盐的作用。

6）与某些氧化物的作用。

5.金属的冶炼
1）热分解法（适用于不活泼金属）：2HgO=2Hg+O²，
2Ag2O=4Ag+O²。

2）热还原法（常用还原剂CO、H2、C活泼金属等）：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2，Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3.
3）电解法（适用于非常活泼的金属）：
2Al2O3=4Al+3O2，2NaCl=2Na+Cl2.
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：2Na+Cl2=2NaCl，2Na+O2=2Na2O。

②与水反应：2Na+2H2O=2N aOH+H2↑，
Na2O+H2O=2NaOH。

注：钠与水反应时会发生剧烈反应，需小心操作。

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑，这个反应会产生氢气，导
致钠浮在水面上，因为钠密度小于水。

钠的熔点很低，所以在反应中会熔化成小球，同时反应也会放热。

钠与水反应会生成氢气，导致钠四处游动。

当钠与水反应生成钠氢氧化物时，会使酚酞变红，因为这个反应会生成碱性物质。

当钠与酸反应时，如果钠不足，会直接与酸反应。

如果钠过量，会先与酸反应再与水反应。

当钠与盐溶液反应时，首先考虑钠与水反应生成钠氢氧化物，然后再考虑钠氢氧化物是否会与盐反应。

钠的化学性质非常活泼，易与空气中的氧气、水等反应。

因此，在保存钠时应该放在煤油中。

钠在工业上用于冶炼金属，可以与TiCl4反应生成钛，也可以制造高压钠灯作为电光源。

此外，液态的Na-K合金也可以用作原子反应堆的导热剂。

镁、铝位于周期表第3周期，镁为第IIA族，铝为第IIIA 族，它们的原子结构都是最外层电子数为2.镁和铝都是活泼金属，易失电子，因此它们的化学性质有相似之处。

它们的密度
较小，熔点较低、硬度较小，均为银白色。

但是，铅的硬度比镁稍大，熔沸点比镁高，这是由于镁和铝的金属键强度不同。

镁在常温下会被氧气氧化，形成致密氧化膜，因此具有一定的抗腐蚀性。

在空气中点燃镁会发出耀眼的白光。

铝暴露在空气中会与氧气反应并燃烧，但是它会很快与氧气反应形成致密氧化膜，从而具有抗腐蚀性。

在纯氧中或高温下，镁和铝都可以燃烧。

铁是一种广泛存在于自然界中的元素。

地壳___的含量约占3.5％，仅次于铝。

铁在地壳中以化合态存在，游离态的铁只能在陨石中得到。

常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和菱铁矿。

铁的氧化物和氢氧化物也具有重要的性质。

铁的氧化物包括FeO、Fe2O3和Fe3O4，其中FeO为黑色粉末，Fe2O3为红棕色粉末，Fe3O4为黑色晶体或粉末。

铁的氢氧化物包括
Fe(OH)2和Fe(OH)3，其中Fe(OH)2为白色固体，难溶于水，Fe(OH)3为红褐色固体，也难溶于水。

铁的氧化物和氢氧化物具有不同的化学性质。

铁的氧化物可以与某些盐熔液反应，如Fe+Cu2+=Fe2++Cu，
Fe+2Fe3+=3Fe2+，也可以与酸反应，如
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O。

铁的氢氧化物也可以与酸反应，如Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O，同时也可以受热分解或被氧化。

铁的还原性和氧化性在化学反应中也具有重要的作用。

Fe2+具有氧化性，主要表现为还原性，如
4Fe+O2+4H2O=4Fe(OH)2（Fe被还原）。

Fe3+则具有更强的氧化性，如2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（Fe被氧化）。

2Fe具有较强的氧化性，可以与一些物质如S、I、SO3等发生氧化还原反应，例如2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2.Fe也是典型的弱碱阳离子，可以与一些物质如苯酚溶液发生反应，呈现出紫色。

在处理亚铁盐、铁盐时，可以加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，或加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。

这些方法可以有效地保护亚铁盐、铁盐的稳定性。