最近一轮复习开始了，化学姐为大家整理了高考化学的知识点，今天是第11部分。

二．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：ρ＜4.5g·cm–3（如Na、Mg、A1）

重金属：ρ＞4.5g·cm–3（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：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=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+3CO2Cr2O3+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

①与非金属反应

2Na + Cl22NaCl

2Na + O2Na2O2（黄色火焰）

4Na+O2=2Na2O（空气中，钠的切面变暗）

②与水反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

现象及解释：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。

③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。

④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+H2↑

b．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↑+H2↑

d．投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。

2Na+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

（3）钠的保存及用途：

①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。

②用途：

a．工业上用于冶炼金属：4Na+TiCl4=Ti+4NaCl

b．Na—K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：

①原子半径为同周期最大，易失电子。强还原剂且从Li→Cs金属性增强。

②取高价氧化物的水化物呈强碱性，从Li→Cs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

①相同点：密度较小，熔点较低、硬度较小、均为银白色。

②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：

	Mg	Al
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 +CO2 2MgO + C	4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 2Al+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+ H2↑	2Al + 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–+H2O

Al(OH)3+3H+=A13++3H2O Al(OH)3+OH–=A1O2–+2H2O

5．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Ⅷ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颜色。

（2）铁的性质

①与非金属反应

2Fe+3Cl2=2FeCl3（棕黄色的烟）

3Fe+2O2=Fe3O4

Fe+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

②与酸反应

a．非氧化性酸．Fe+2H+=Fe2++H2↑

b．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。

③与水反应：3Fe+4H2O(气)=Fe3O4+4H2

④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（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4），褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）和菱铁矿（FeCO3）。

（4）铁的氧化物和氢氧化物

①铁的氧化物

	FeO	Fe2O3	Fe3O4
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++H2O	Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O	Fe3O4+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+O22FeO	Fe(OH)3的分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O	铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4

②铁的氢氧化物

	Fe(OH)2	Fe(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	①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓	将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3 溶液中 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

（5）Fe2+和Fe3+的性质

①Fe2+具有氧化性，主要表现还原性

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（Fe2+被氧化）

②Fe3+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

③Fe3+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↓+3CO2↑

④Fe3+遇苯酚溶液呈紫色；可用于检验Fe3+

⑤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。