金属知识归纳

金属知识归纳

一、金属的分类

金属的分类方法有多种。冶金工业上分为有色金属和黑色金属；根据密度可以分为轻金属和重金属；根据金属在地壳中的含量以及提取的难易程度分为贵金属和稀有金属；根据活泼性分为活泼金属和不活泼金属。

黑色金属只有三种：铁、锰与铬，其他的金属，都算是有色金属。

二、金属的存在

各种金属的化学性质相差很大，因此它们在自然界中存在的形式也各不相同。少数化学性质不活泼的元素在自然界中以单质游离态存在，活泼的金属元素总是以其最稳定的化合物形式存在。可溶性的化合物，大都溶解在海水、湖水中，少数埋藏于不受流水冲刷的岩石下面。难溶性的化合物则形成五光十色的岩石，构成坚硬的地壳。例如：自然界中，金和铂只以游离态存在，游离态的铜和银较少，常以矿物形式存在。而铁等活泼金属在自然界中都以化合态存在（陨石中含有游离态铁）。轻金属常以氯化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等盐类的形式存在，如食盐、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）、菱镁矿（MgCO3）、重晶石（BaSO4）、石膏（CaSO4·2H2O）等。重金属主要以氧化物和硫化物以及一些硅酸盐矿物的形式存在，如磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）、软锰矿（MnO2）、赤铜矿（Cu2O）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、辉铜矿（Cu2S）、黄铜矿（Cu·FeS2）、黄铁矿（FeS2）等。海洋中有丰富的矿产资源，除海底有丰富的矿藏外，海水中含有八十多种元素，其中多数是金属元素，主要以盐类的形式存在，如Na、K、Ca、Mg、Rb、Sr、U、Ba、Li等。目前金属钠、镁等金属都是从海水中提取出来的。

思考：为什么金、银、铜、铅、汞等重金属发现得较早，而钾、钠、钙等轻金属发现得较迟？

答案：金、银、铜、汞等重金属化学性质较不活泼，容易得到它们的单质，如Au在自然界中存在游离态，铜、银等可用湿法冶炼，故这些金属得到的较早；钾、钠、钙等金属化学性质十分活泼，在自然界中均以化合态形式存在，且它们形成的化合物十分稳定，故不容易得到它们的单质。

三、金属单质的通性

1．金属的物理通性为有金属光泽、不透明、导电、导热、有延展性。但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别很大，这也是金属单质的一大特点。

同主族金属单质熔沸点、硬度随核电荷数增大而降低，同周期金属单质的熔沸点、硬度随核电荷数增大而升高。

金属单质具有良好的导电、导热性，但具有良好导电、导热性的不一定是金属，如石墨等少数非金属单质也具有良好的导电、导热性。

2．金属单质的化学通性是还原性，且只有还原性没有氧化性。这一点可用于区别金属和非金属。金属的反应表示为M—ne-→M n+，金属的还原性主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐发生反应。金属的还原性有很大差别，其还原性强弱与金属原子的结构密切相关。

一般说来，金属原子的半径越大，最外层电子越少，金属的还原性越强。在中学阶段，常见金属可以利用金属活动顺序判断金属的活泼性，主族金属元素可以用元素周期律判断金属性强弱。

同主族金属元素的金属性随核电荷数增大而增强，同周期金属元素的金属性随核电荷数增大而减弱。

四、金属活动顺序表中金属的主要化学性质及相关知识

五、几种常见金属的特性

1．钠

钠的物理性质特点是质软、密度小（浮在水面）、熔点低，焰色黄色。

钠的化学性质的特点是非常活泼

4Na＋O2====2Na2O

2Na＋O2

点燃

=====Na2O2

2Na＋Cl2

点燃

=====2NaCl

2Na＋S====Na2S

2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑

钠必须保存在煤油中。

2．镁和铝

铝比镁硬度大熔、沸点高。

镁比铝化学性质活泼。氧化物熔点高。

2Mg+O2

点燃

========2MgO

4Al+3O2

点燃

========2Al2O3

Mg+2H＋====Mg2++H2↑

2Al+6H+====2Al3++3H2↑

铝跟碱的反应，镁不能

2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑能跟某些氧化物的反应

2Mg+CO2

点燃

========2MgO+C

2Al+Fe2O3

高温

========2Fe+Al2O3

3．铁

物理性质方面的特性是可被磁化。

化学性质的特性是具有可变化合价，与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。高温下与氧气与水蒸气反应生成的氧化物Fe3O4中Fe既有＋2价也有＋3价。氧化物繁多，＋2价的是FeO，＋3价的是Fe2O3，既有＋2价也有＋3价的有多种如Fe3O4多种。

（1）与非金属反应：

3Fe+2O2

点燃

========Fe3O4

2Fe+3Cl2

点燃

========2FeCl3

Fe+S

∆

========FeS

（2）与水蒸气反应

3Fe+4H2O(g)

高温

========Fe3O4＋4H2

（3）与酸反应要分两种情况

a.与非氧化性酸反应

Fe+2H+====Fe2++H2↑（只能生成亚铁盐）

b.与氧化性酸反应

常温下浓硝酸和浓硫酸使铁表面钝化，保护里面的金属。但加热时没有这种钝化作用。

Fe+4HNO3（稀）====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（Fe不足）

3Fe+8HNO3（稀）====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（Fe过量）

（4）与某些盐溶液反应生成Fe2+

Fe+Cu2+====Fe2++Cu

Fe+2Fe3+====3Fe2+

4．铜

铜物理性质特征是颜色紫红色。

化学性质不活泼，常温下在干燥的空气中不能和氧气反应，也不能和非氧化性酸反应。但在潮湿的空气中容易生锈生成铜绿：2Cu+O2+H2O+CO2 ====Cu2(OH)2CO3

加热容易和氧气反应生成黑色的氧化铜：2Cu+O2

∆

========2CuO

高温下生成红色的氧化亚铜：4Cu+O2

高温

========2Cu2O

易和氯气、硫反应：Cu+Cl2

点燃

========CuCl2

2Cu+S

∆

========Cu2S（直接化合只能生成亚铜盐）

常温下能和氧化性酸反应：

Cu+2H2SO4（浓）====CuSO4+SO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

铜单质及其化合物颜色丰富多彩：Cu呈紫红色，Cu2S、CuS和CuO呈黑色，Cu2O呈红色，CuCl2呈棕色，CuCl2浓溶液呈绿色，CuSO4呈白色，Cu(OH)2、CuSO4·5H2O和所有铜盐稀溶液呈蓝色。