第三章金属及其化合物知识点(有答案)

3Fe+2O 2===Fe 3O 4
高一化学复习——金属及其化合物知识总结
一、金属的通性 1、物理性质：
自然界中除 金 、 铂 等外，绝大多数金属元素以 化合态 存在。

常温下，除 汞 是液体外，其余金属都是 固体 。

除金、铜等少数金属具有特殊的颜色外，大多数金属呈 银白色 ，不透明。

金属在物理性质上有许多相同之处，如具有良好的 导电 性、 导热 性、 延展 性。

自然界中含量最多的四种元素分别是： 氧 、 硅 、 铝 、 铁 。

2、化学性质：
金属原子的最外电子层上的电子数目 一般少于 4个，所以金属单质在化学反应中容易 失去 电子， 体现 还原 性，做 还原 剂，被 氧化 ，发生 氧化反应 。

写出常见金属的金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属阳离子是金属原子 失去 电子后形成的，所以金属阳离子有 氧化 性。

写出常见金属阳离子氧化性顺序：
Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+ >H +> Pb 2+> Sn 2+> Fe 2+> Zn 2+>Al 3+ > Mg 2+> Na + > Ca 2+ >K + 写出下列化学反应方程式
（1）铁与氧气点燃反应： （2）铁与稀硫酸溶液反应： Fe + H 2SO 4 === FeSO 4 + H 2↑ （3）铜与硝酸银溶液反应： 2AgNO 3+Cu==Cu(NO 3)2+2Ag （4）铝与硫酸铜溶液反应： 2Al+3CuSO 4==Al 2(SO 4)3+3Cu
3、合金
1、由两种或者两种以上的金属（或金属和非金属） 熔合 而成的具有 金属特性 的物质叫做合金。

属于 混合 物；常见的合金有 铝合金 、 钢 等。

合金的熔点一般来说比成分金属 低 ，硬度比成分金属 高 。

密度一般比它的各成分的低。

2、铜合金：司母戊鼎属于 青铜 制品，主要成分为 铜、锡、铅 ，而黄铜主要含 铜和锌，少量锡、铅、铝 ，白铜主要含 铜、镍、锌，少量锰 。

3、通过改变合金中各成分的比例可以改变合金的 性能 。

钢可分为 碳素钢 和 合金钢 。

4、按照金属的性能特点可以将金属分为黑色金属和有色金属，其中黑色金属是指 铁、锰、铬及其合金 ；有色金属是指 铁、锰、铬以外的所有金属及其合金 。

二、钠及其化合物
1、钠的物理性质 钠是 银白色 具有 金属光泽 的固体，可用刀切割，说明钠很 柔软 ，因为是金属，它是 热
和 电 的良导体，熔点 低 （比水的沸点还 低 ），密度比水 小 ，比煤油 大 。

自然界中钠只以 化合态 形式存在，主要以NaCl 、Na 2CO 3等盐类存在。

实验室中钠保存在 煤油 或 石蜡油 里，不能存于CCl 4中。

2、钠的化学性质
钠的原子结构示意图是 ，在反应中易 失去 电子，常显 +1 价，所以钠的化学性质非常 活泼 ，是强的 还原剂 。

（1）与非金属反应
切开的钠表面很快变暗，这是钠与氧气发生反应，化学反应方程式为 4Na+O 2＝2Na 2O ，钠在空气中加热或点燃条件下能剧烈反应，发出 黄色 火焰，生成 淡黄色 色固体，其化学方程式为 2Na + O 2 Na 2O 2 。

（2）与水（加酚酞）反应
现象：a 、浮于水面，结论是 钠的密度比水小 ；
b 、熔成闪亮的小球，结论是 钠溶于水的反应放热 和 钠的熔点较低 ；
c 、在水面四处游动，结论是 产生了气体，气体推动小球迅速移动 ；
d 、发出嘶嘶响声，结论是 反应剧烈、有可燃性气体生成 ；
e 、溶液变红，结论是 生成了碱性物质 。

其化学方程式为 2Na +2H 2O== 2NaOH + H 2↑ ，离子方程式 2Na +2H 2O== 2Na ++2OH —
+ H 2↑ 。

（3）钠与硫酸铜溶液反应：化学方程式① 2Na + 2H 2O = 2NaOH + H 2↑ ② 2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH)2↓+ Na 2SO 4 ，
离子方程式①2Na +2H 2O== 2Na ++2OH —+ H 2↑ ② Cu 2+ +2OH - =Cu(OH)2↓ 。

点燃
名称氧化钠过氧化钠
化学式及氧元素化合价Na2O（-2）Na2O2（-1）类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）颜色、状态白色固体淡黄色固体
与H2O反应Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+ CO2 = Na2CO32Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3 + O2与盐酸反应Na2O +2HCl =2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑生成条件钠在常温下在空气中氧化钠在空气中加热或点燃用途可制烧碱供氧剂、消毒剂、漂白剂
化学式Na2CO3NaHCO3
俗称纯碱、苏打小苏打
颜色、状态白色粉末白色晶体溶解性易溶于水易溶于水，溶解性比Na2CO3小热稳定性不易分解受热分解：2NaHCO3 === Na2CO3 + H2O + CO2↑
过量盐酸反应Na
2CO
3
+2HCl=2NaCl+CO
2
↑+H
2
O NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+ CO2↑
离子方程式CO
32—+ 2H+ = H
2
O + CO
2
↑HCO32—+ H+= H2O+ CO2↑
逐滴加盐酸
Na2CO3+ HCl = NaCl +NaHCO3
NaHCO3+HCl= NaCl+H2O+ CO2↑
————
离子方程式 CO32—+ H+ = HCO3— HCO3—+H+ =H2O +CO2↑————
与NaOH溶液反应————NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
与澄清石灰水反应Na
2CO
3
+ Ca(OH)
2
= CaCO
3
↓ + 2N aOH
石灰水过量：NaHCO3+ Ca(OH)2 ==CaCO3↓+ NaOH +H2O
石灰水少量：2NaHCO3+Ca(OH)2== CaCO3↓+ Na2CO3 + 2H2O
离子方程式CO32—+Ca2+== CaCO3↓石灰水过量：Ca2+ + OH—+ HCO3—==CaCO3↓+H2O
石灰水少量：Ca2++ 2OH—+ 2HCO3—== CaCO3↓+2H2O +CO32—
与BaCl2反应Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl ————
离子方程式CO32-+Ba2+=BaCO3↓————
与CO2反应Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 ————
离子方程式CO32—+ CO2 + H2O== 2HCO3—————
相互转化Na2CO3 + CO2 + H2O == 2NaHCO3 2NaHCO3 == Na2CO3 + H2O + CO2↑用途洗涤碱、制肥皂、玻璃等灭火剂、发酵剂、治疗胃酸过多
5、焰色反应：很多金属（不是所有）或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。

焰色反应是元素的性质。

钠元素的焰色反应：黄色；钾元素的焰色反应：紫色（透过蓝色钴玻璃）。

三、镁、铝及其化合物
1、镁和盐酸反应的化学方程式和离子方程式为Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Mg+2H+=Mg2++H2↑，
2、镁分别与二氧化碳和氮气点燃化学方程式为2Mg+CO2===2MgO+C 3Mg+N2===Mg3N2，
3、铝与氧气反应的化学方程式为4Al+3O2==2Al2O3，它形成的氧化物作用是保护内层金属不被氧化
铝与稀硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，离子方程式2Al + 6H+==2Al3+ +3H2↑，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑离方式2Al+2OH—+2H2O==2AlO2—+3H2↑。

4、AlCl3和氨水反应的离子方程式为Al3+ + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
AlCl3与少量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3+ +3OH—=Al(OH)3↓；
AlCl3与过量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3+ +3OH—=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O ；明矾的化学式为_ KAl(SO4)2·12H2O ，明矾净水是因为与水反应生成了_ Al(OH)3_ 胶体，具有很强的吸附性。

5、Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3 + 2OH—== 2AlO2—+H2O ；
Al2O3与盐酸反应的离子方程式为Al2O3 + 6H+== 2Al3+ + 3H2O ；
6、Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3 + OH—== AlO2—+ 2H2O ；Al(OH)3与盐酸反应的离子方程式为Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 3H2O 。

Al(OH)3受热分解的化学反应方程式为2Al(OH)3 ==Al2O3 +3H2O ；
7、NaAlO2溶液滴加少量盐酸的离子方程式为AlO2—+ H+ + H2O== Al(OH)3↓；
NaAlO2溶液中加过量盐酸的离子方程式为AlO2—+ 4H+== Al3+ + 2H2O ；
NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为AlO2—+ CO2 + 2H2O == Al(OH)3↓ + HCO3—；
NaAlO2溶液加NaHCO3溶液的离子方程式为AlO2—+HCO3—+ H2O == Al(OH)3↓ + CO32—。

NaAlO2溶液加AlCl3溶液的离子方程式为Al3+ + 3AlO2—+ 6H2O == 4Al(OH)3↓ 。

四、铁、铜及其化合物
1、地壳中元素含量较大的4种元素依次为O、Si、Al、Fe ，铝的含量超过铁，可人类炼铝却晚于炼铁的原因是铝比较活泼，用来炼铁的方法不能得到单质铝。

铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑；铁与水在高温下反应的方程式为3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2；铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu ；
2、铁的氧化物有FeO 、Fe2O
3、Fe3O4等，其中氧化亚铁是一种黑色粉末，氧化铁是红棕色粉末，俗称铁红。

四氧化三铁是一种复杂的化合物，它是具有磁性黑色色晶体，俗称磁性氧化铁。

（1）氧化亚铁与稀硫酸反应的离子方程式FeO + 2H+ == Fe2+ + H2O ，（2）氧化铁与稀硫酸反应的离子方程式Fe2O3 + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2O ，（3）四氧化三铁与盐酸反应的离子方程式Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O ，（4）氯化铁溶液与NaOH溶液反应的离子方程式Fe3++3OH—==Fe(OH)3↓，（5）氯化铁溶液与氨水反应的离子方程式Fe3+ + 3NH3·H2O == Fe(OH)3↓+3NH4+ ，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，产生的现象为：先产生白色沉淀，然后沉淀变成灰绿色，最后变成红褐色，涉及到的化学方程式为FeSO4 + 2NaOH ==Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O==4Fe(OH)3↓。

氢氧化亚铁与稀硫酸反应离子方程式为Fe(OH)2 + 2H+== Fe2+ + 2H2O ，氢氧化铁与稀硫酸反应离子方程式为Fe(OH)3 + 3H+ == Fe3+ + 3H2O ，氢氧化铁受热分解化学方程式为2Fe(OH)3 === Fe2O3 + 3H2O 。

3、FeCl 3溶液腐蚀铜片的离子方程式为 2Fe 3+ +Cu==2Fe 2+ +Cu 2+ 。

FeCl 3溶液中的Fe 2+杂质可用 滴加氯水 除去，离子方程式为 2Fe 2+ + Cl 2 == 2Fe 3+ + 2Cl —。

FeCl 2溶液中的Fe 3+杂质可用 加入铁粉 除去，离子方程式为 2Fe 3+ + Fe == 3Fe 2+ 。

4、向氢氧化铁胶体中逐滴加入氢碘酸溶液（HI ）至过量，产生的现象为： 首先聚沉生成红褐色氢氧化铁沉淀，然后沉淀溶解，再发生铁离子与碘离子的氧化还原反应，生成黄色的碘水。

；
涉及到的离子方程式为 Fe(OH)3+3H +== Fe 3++3H 2O ， 2Fe 3+ + 2I —
== 2Fe 2+ + I 2 。

5、Fe 3+的检验方法：
（1）向溶液中加入KSCN 溶液，呈 红 色，反应的离子方程式为 Fe 3+ + 3SCN — == Fe(SCN)3 ； （2）加NaOH 溶液，出现 红褐 色沉淀，离子方程式为 Fe 3++3OH —
==Fe(OH)3↓ 。

6、Fe 2+的检验方法：
（1）加NaOH 溶液，出现 白 色沉淀，迅速变为 灰绿 色，最后变成 红褐 色，证明有Fe 2+； （2）加KSCN 溶液，无红色，滴加氯水，溶液呈现 红 色，证明有Fe 2+。

7、检验FeCl 3溶液有FeCl 2的方法是加入 酸性高锰酸钾 溶液，产生的现象是 高锰酸钾溶液褪色，变成棕黄色 ，离子方程式为 MnO 4—
+ 5Fe 2+ + 8H + == Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2O 。

8、Fe 3+和 Fe 2+的相互转化：
FeCl 2转化为FeCl 3的方法是 向溶液中加入氯水或通入氯气 ，离子方程式为 2Fe 2+ + Cl 2 == 2Fe 3+ + 2Cl —
， FeCl 3转化为FeCl 2的方法是 向溶液中加入铁粉 ，离子方程式为 2Fe 3+ + Fe == 3Fe 2+ 。

9、铜属于重金属，相对原子质量为 64 ，化学性质不活泼，容易被还原成单质，因此较早被人类使用。

铜久置在潮湿的空气中会形成铜绿，用化学方程式表示其形成为 2Cu+O 2+H 2O+CO 2==Cu 2(OH)2CO 3 ， 铜绿与盐酸反应的离子方程式 Cu 2(OH)2CO 3 + 4H + == 2Cu 2+ + CO 2↑ + 3H 2O 。

10、胆矾，也叫 蓝矾 ，名称为 五水硫酸铜 ，化学式为 CuSO 4·5H 2O ， 蓝 色晶体，受热失水变成
白 色 无水硫酸铜 ，再遇水又变成蓝色，因此可以作为 水 的检测依据。

农药波尔多液是
硫酸铜 和 石灰乳 的混合液，是一种良好的杀菌剂。

五、硅及其化合物
1、硅原子和 碳原子 的最外层均有4个电子，硅和碳的原子结构示意图为 、 。

硅在地球上主要以熔点很高的 氧化物 及 硅酸盐 的形式存在， 不 存在游离态的硅。

单质硅有 晶体 和 无定形 两种存在形式。

晶体硅的熔、沸点 高 ，硬度 大 ，化学性质 不活泼 。

2、SiO 2是一种 酸性 氧化物，它 不 溶于水。

SiO 2可用 氢氟酸 雕刻玻璃，化学反应方程式为 SiO 2+4HF=SiF 4￪+2H 2O
SiO 2与碱性氧化物CaO 的反应 SiO 2+ CaO == CaSiO 3 天然SiO 2统称 硅石 ，可用于制造 光导纤维 、 石英坩埚 、 工艺品 等。

3、硅酸（H 2SiO 3）是一种比碳酸还要 弱 的酸，溶解度很小， 不 溶于水， 不 能使指示剂变色。

硅胶的主要用途有 干燥剂 和 催化剂载体 。

Na 2SiO 3的水溶液俗称 水玻璃 ，是制备 硅胶 和 木材防火剂 等的原料。

实验室制备硅酸的化学反应方程式为4 ② Si (粗) ＋ 2Cl 2 ＝ SiCl 4 ③ SiCl 4 ＋ 2H 2 ＝ Si(纯) ＋ 4HCl 5、硅酸盐常用SiO 2和金属氧化物的形式来表示其组成，如：Al 2(Si 2O 5)(OH)Ca 3Al 2Si 3O 12 3CaO ·Al 2O 3·3SiO 2 K 2Al 2Si 6O 16 K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2
6、传统的三大无机非金属材料是指： 玻璃 、 水泥 、 陶瓷 。

随着科技的发展，人类也研究出越来越多新型的具有特殊功能的无机非金属材料，例如，碳和硅的化合物碳化硅，化学式为 SiC ，俗称 金刚砂 ，特点是 硬度很大 。

请再举出几种新型无机非金属材料。

硅钢、硅橡胶、分子筛、超导陶瓷等等。