164.高中化学复习 金属元素及其化合物.doc

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1、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：4.5gcm3（如Na、Mg、A1）重金属：4.5gcm3（如Fe、Cu、W）（3）按存在丰度分常见金属：如Fe(4.

2、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=2

3、Hg+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+A12O3（3）电解法（适用于非常活泼的金属） 2A12O3=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）钠的化学性质与非金属反应2Na + Cl22NaCl2Na + O2Na2O2（黄色火焰）4Na+O2=2Na2O（空气中，钠的切面变暗）与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2现象

4、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。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。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+2H2O=2NaOH+H2b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+H2d投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。2Na+H2O+CuSO4=Cu(OH)2

5、+Na2SO4+H2（3）钠的保存及用途： 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。用途：a工业上用于冶炼金属：4Na+TiCl4=Ti+4NaCl bNaK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：原子半径为同周期最大，易失电子。强还原剂且从LiCs金属性增强。取高价氧化物的水化物呈强碱性，从LiCs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

6、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 相同点：密度较小，熔点较低、硬度较小、均为银白色。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：MgAl暴露在空气中（与O2反应）常温下被O2氧化，形成致密氧化膜、因而具有一定抗腐蚀性很快与O2反应，形成致密氧化膜，抗腐蚀性比镁强燃烧空气中点燃，发出耀眼的白光2Mg + O2 2MgO在纯氧中或高温下可燃烧 4Al + 3O2 2Al2O3与某些氧化物反应2Mg +CO

7、2 2MgO + C4Al+3MnO22Al2O3+3Mn2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe与H2O反应Mg+2H2OMg(OH)2 +H2与沸水只有微弱反应与非金属反应3Mg + N2 Mg3N2 2Al+ 3Cl22AlCl3与非氧化性酸反应Mg + 2HCl = MgCl2 + H22Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2与氧化性酸反应能反应，无 H2生成 4氧化铝和氢氧化铝 A12O3和Al(OH)3是典型的两性化合物，既能与强酸反应。也能与强碱反应生成盐和H2O。Al 2O3+6H+=2A13+3H2O A12O3+2OH=2A1O2+H2OAl(OH)3+3H+=A13+

8、3H2O Al(OH)3+OH=A1O2+2H2O5生成Al(OH)3沉淀量的图像分析（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量。图1所示。（2）向AlCl3溶液中滴加氨水至过量。图2所示。（3）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量。图3所示。（4）向NaAlO2溶液中滴加盐酸直至过量。图4所示。（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往带有

9、颜色。（2）铁的性质与非金属反应2Fe+3Cl2=2FeCl3（棕黄色的烟）3Fe+2O2=Fe3O4Fe+S=FeS Fe+I2=FeI2注：铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物与酸反应a非氧化性酸Fe+2H+=Fe2+H2b氧化性酸：常温下遇浓H2SO4、浓HNO3会发生钝化，而加热时会剧烈反应。与水反应：3Fe+4H2O(气)=Fe3O4+4H2与某些盐熔液反应：Fe+Cu2+=Fe2+Cu，Fe+2Fe3+=3Fe2+（3）铁的存在铁在自然界中分布较广。在地壳中含量约占5，仅次于铝。分布在地壳中的铁均以化合态存在，游离态的铁只能在陨石中得到。铁矿石的种类较多，重要有：赤铁矿（Fe2O

10、3）、磁铁矿（Fe3O4），褐铁矿（2Fe2O33H2O）和菱铁矿（FeCO3）。（4）铁的氧化物和氢氧化物铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体化合价+2+3+2、+3水溶性均难溶于水稳定性不稳定6FeO+O2=2Fe3O4稳定稳定与酸反应FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+ 4H2O与CO的反应FexOy+yCO=xFe+yCO2制取高温熔融，过量的铁与氧气反应2Fe+O22FeOFe(OH)3的分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O铁在氧气中燃烧3Fe+2O2Fe3O4

11、铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3物性白色，难溶于水的固体红褐色，难溶于水的固体化性（1）与非氧化性强酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O（2）与氧化性酸反应3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+8H2O（3）空气中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3（1）与酸反应Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O（2）受热分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制备煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2+2OH-=Fe(OH)2将N

12、aOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中Fe3+3OH-=Fe(OH)3（5）Fe2+和Fe3+的性质Fe2+具有氧化性，主要表现还原性4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O（Fe2+被氧化）Fe3+具有较强的氧化性，与S2、I、SO32 等能发生氧化还原反应2Fe3+S2=2Fe2+S 2Fe3+2I=2Fe2+I2 Fe3+是典型的弱碱阳离子，与HCO3、AlO2。等在溶液中发生双水解反应2Fe+3CO32+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2Fe3+遇苯酚溶液呈紫色；可用于检验Fe3+亚铁盐、铁盐的存放方法：亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液以防止Fe2+水解。铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。第 9 页 共 9 页