高考化學專題復習-金屬元素及其化合物

1、學習必備歡迎下載專題金屬元素及其化合物一、大綱要求了解元素原子核外電子排布的周期性與元素性質(zhì)的遞變關(guān)系，重點掌握典型金屬 在周期表中的位置及其性質(zhì)關(guān)系，了解其他常見金屬單質(zhì)及其化合物。. ia和nA族元素一一典型的金屬：了解金屬鈉的物理性質(zhì)，掌握鈉和鎂的化學性 質(zhì)；從原子的核外電子排布，理解 ia和n A族元素(單質(zhì)、化合物)的相似性和遞變 性；以氫氧化鈉為例，了解重要的堿的性質(zhì)和用途；了解鈉的重要化合物。.其他常見的金屬(如Fe、Al) ： 了解金屬的通性，金屬冶煉的一般原理；初步了解金 屬的回收和資源保護；掌握Fe和Al的化學性質(zhì)；掌握常見的金屬活動順序；以Fe(n )、Fe(ni)的相互

2、轉(zhuǎn)化為例，理解變價金屬元素的氧化性還原性；了解鋁的重要化合物； 初步了解合金的概念。二、tWj考熱點堿金屬的考查主要側(cè)重于鈉及其化合物的性質(zhì)推斷、堿金屬元素性質(zhì)的比較、有關(guān)鈉及其化合物的計算。有關(guān)Mg、Al、Fe的知識的試題在近幾年中出現(xiàn)次數(shù)很多，它們在離子共存、離子方程式、物質(zhì)鑒別、制取、推斷、計算等題型中大量出現(xiàn)，其 中Mg與CO2反應(yīng)、Mg3N2跟水反應(yīng)、Mg(OH) 2比MgCO 3難溶在推斷題中的應(yīng)用， Al3+、Al(OH) 3、AlO 2一間的轉(zhuǎn)化是考試的熱點；鐵的變價、 Fe(OH)2和Fe(OH)3、煉鐵 的反應(yīng)多與實驗、推斷、計算相結(jié)合進行應(yīng)用。一、金屬元素在周期表中的位置

3、和原子結(jié)構(gòu)特征金屬元素分布在周期表的左下方，目前己知的112種元素中，共有90種金屬元素。金屬元素在周期表中的位置I An aIII AIVAVAVIAH )LiBeNaMg IIIBVDllI BAlKCaGaGeRbSr副族InSnSbCsBa元素T1PbBiPq錮系元素鈉系元系金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征原子最外層電子：一般 W3個。價電子：主族最外層電子；副族 最外層+次外層電子。半徑：同一周期原子r金屬 r非金屬；同一元素的原子和陽離子 r原子r陽離子學習必備歡迎下載二、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、分類和物理性質(zhì)1、金屬的晶體結(jié)構(gòu) 金屬元素形成的金屬單質(zhì)，在固態(tài)時全是金屬晶體。在金屬晶體中，金屬原子好像

4、硬球，一層一層地緊密堆積著。即一個挨一個地堆積在一起，使一定體積的晶體內(nèi)有最多數(shù)目的原子。但由于金屬原子的價電子較少， 容易失去電子成為金屬離子，而釋出的價電子并不專 屬于某個特定的金屬離子，它們在整個晶體里自由地運動著，稱為自由電子。金屬晶體就是依靠金屬陽離子和自由電 子間的較強作用形成的。金屬晶體熔沸點與金屬鍵的強弱有關(guān)，金屬鍵的強弱與 和 有關(guān)；隨著 增強，金屬鍵依次增強，金屬晶體的熔沸點依次 。.金屬的分類無變價金屬：ia % ha f in a等蝦I金屬 IVA. VA族金（Sn、Pb、Sb、Bi）（i）按常見價態(tài)胤族和河族7rl素餃并白、Cu* Cr、M口等）黑色金屬：F日、Cn

5、Mn（其主要氧ifc就呈黑色）（2）冶金工業(yè)上畝色金屬：除呢、插Mn以外的所有金屬輕金屬：- 45g口淞，蠅,coA 臟及和嗎 _FeBij則Zn叫 F 吧由于單質(zhì)丙的不一致性，后者可以刪去，答案只有前者。若甲為非金屬，乙為金屬，能形成 X與甲置換關(guān)系的只有:FeBrgCl2F tF 叱口 -*5彩答案：（1） X:二氧化碳；Z: 一氧化碳；Y:氧化鎂甲：鎂；乙：氧氣；丙：碳（化學方程式從略）。（2） X:澳化鐵；Y:氯化亞鐵；Z:澳化鐵；學習必備歡迎下載甲：氯氣；乙：鐵；丙：澳。(化學方程式從略)四、金屬的冶煉將金屬化合物或礦石通過還原反應(yīng)的方法使金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)的過程。本質(zhì)：LT+

6、肥被還原K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb (H) Cu、Hg、Ag、Pt、Au、熔融電解法高溫還原劑法加熱法根據(jù)金屬離子得電子能力不同而采用不同的方法。電解法：(熔融)：活潑金屬(KAl)的冶煉常采用電解它的熔鹽或氧化物的方法。還原劑法(高溫)：金屬活動性順序表中 ZnCu之間的金屬冶煉常采用此法。常用的還原劑有 H2(CuO-Cu)、C(ZnO 一 Zn)、Na(TiCl 4 Ti)、Al(Cr 2O3 Cr)、CO(Fe2O3 Fe)加熱法：用于冶煉不活潑金屬Hg、AgAAA2HgO2Hg + O2 T, HgS+O2= Hg + SO2, Ag 2S + O22Ag +

7、 SO2濕法：Fe+ CuSO4= FeSO4 + Cu J物理法：Au、Pt在自然界中主要以游離態(tài)存在，利用密度。符號：NaMgAl竊購Cu Hg酶五、金屬的氧化物氧麗2。汽0 Cu??；疢gAlmZnOF叩3 匿0物網(wǎng)5眄5 CuO1、物理性質(zhì)白色固體：Na?。、MgO、Al 2O3 ZnO淡黃色粉末：Na2O紅色固體：Fe2O3、Cu2O、HgO黑色粉末：FeO、Fe3O4、CuO、Ag 2O2.化學性質(zhì)(1)熱穩(wěn)定性2Ag 2O 4 4Ag+O 2 T2HgO 4 2Hg+O 2 T高s 小4Cu 2Cu2O+O2?規(guī)律：只有HgO、Ag2O、CuO等不活潑的金屬氧化物加熱易分解。(2

8、)與水反應(yīng)Na2O+H2O=2NaOHMgO+HzO =6= Mg (OH) 22Na2O2+2H2O=4NaOH+O 2T規(guī)律：只有活潑金屬(i A、n A)氧化物能與水反應(yīng)。(3)與酸反應(yīng)MgO+2H +=Mg2+H2OAl 2O3+6H+=2Al 3+3H2O學習必備歡迎下載CuO+2H+=Cu2+H2O規(guī)律：堿性氧化物或兩性氧化物能與酸溶液反應(yīng)生成鹽和水。(4)與強堿溶液反應(yīng)Al 2O3+2OH =2AlO 2-+H2OZnO+2OH -=ZnO22-+H2O規(guī)律：只有兩性氧化物能與強堿反應(yīng)生成鹽和水。(5)與氨水反應(yīng)Ag2O+4NH 3 H2O=2Ag (NH3) 2+2OH-+3H

9、2OZnO+4NH 3 - &O=Zn (NH3) 42+2OH-+3H2O規(guī)律：易形成氨合離子的金屬氧化物能與氨水反應(yīng)。(6)與還原劑的反應(yīng)CuO+H 2 _CU+H2O高溫Fe2O3+3CO1:-2Fe+3CO2局沁ZnO+C Zn+CO T規(guī)律：“Al以后的金屬的氧化物能與 H2、C、CO等還原劑高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。六、金屬氫氧化物NaMgAlZnFeNaOH Mg ( OH ) 2 Al ( OH ) 3 Zn ( OH ) j Fe ( CH ) 2H3AIO3 H2ZnO2 Fe ( OH ) 3CuHgAsCut OH ) 2 Hg C OH ) 2 AgpH1、物理性質(zhì)顏色

10、狀態(tài)白色：NaOH、Mg (OH) 2、Al (OH) 3Zn (OH) 2、Fe (OH) 2、AgOH紅褐色：Fe (OH) 3藍色：Cu (OH) 2水溶性I A和部分n A金屬氫氧化物都易溶于水，如 NaOH , KOH , Ba (OH) 2。Ca (OH)2是微溶性的。其它的都是難溶性的，如 Mg (OH) 2、Fe (OH) 3、Cu (OH) 22.化學性質(zhì)(1)熱穩(wěn)定性2AgOHAg 2O+H2OCu (OH) 2 = CuO+H 2O2Fe (OH) 3高溫F及O3+3H2O學習必備歡迎下載規(guī)律：金屬活動順序Mg以前的金屬氫氧化物穩(wěn)定性好，難分解。AgOH常溫下易分解?！癕

11、g-Hg”的氫氧化物常溫下難分解，受熱或灼燒易分解。(2)與強酸(H+)的反應(yīng)Mg (OH) 2+2H +=Mg2+2H2OAl (OH) 3+3H+=Al 3+3H2O(3)與強堿(OH-)反應(yīng)Al (OH) 3+OH-=AlO 2+2H2OZn (OH) 3+2OH =ZnO+2H2O規(guī)律：只有兩性氫氧化物才能與強堿溶液反應(yīng)。(4)與氨水作用AgOH+2NH 3 - &O=Ag ( NH 3) 2OH+2H 2O*Cu (OH) 2+4NH3 - H2O=Cu (NH 3) 4 (OH) 2+4H2O* Zn (OH) 2+4NH 3 - H2O=Zn (NH 3) 4 (OH) 2+4H

12、2O規(guī)律：易形成氨絡(luò)合物的金屬氫氧化物能與氨水反應(yīng)。(5)與氧化劑反應(yīng)4Fe (OH) 2+O2+2H2O=4Fe (OH) 3規(guī)律：低價金屬氧化物具有還原性。1、堿金屬及 其化合物S七、常見金屬元素及其化合物HaSO4 INa.SO - - -NaX“INaCH3C(X )11CH.COONa-CHjCHQNZMo常溫下堿金屬很容易被空氣里氧氣氧化，也易與水蒸氣反應(yīng)，故除鋰外堿金屬都必須保存在煤油中，以隔絕空氣和水(Li的密度小于煤油，只能保存在密度更小的石蠟油或者封存于石蠟中)O堿金屬與足量氧氣反應(yīng)能生成過氧化物或超氧化物，但Li與O2反應(yīng)，只能生成氧化鋰(Li 2O)且熔點高，在水中溶解

13、度較小。金屬鈉置于空氣中會發(fā)生一系列的變化： 先發(fā)暗：4Na+O2 = 2Na2。；表面形成溶液： Na2。+ H2O = 2NaOH , NaOH易潮解；學習必備歡迎下載溶液久置變成白色晶體： 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O, Na2CO3 + 10H 2O = W2CO3 10出0(晶體)；最后白色顆粒變成白色Na2CO3。I0H2O = W2CO3 +10H2O(風化)在堿金屬中，隨原子序數(shù)的遞增，其密度呈增大的走堂，但K的密度0.862 g cm-3反比鈉0.97 g - cm-3小。出現(xiàn)這一反?，F(xiàn)象是由于從鈉麗而對原子質(zhì)量增大的作用 小于原子體積增大的作用。若正

14、鹽易溶，則正鹽的溶解度一般大于酸式鹽，例：Na2CO3NaHCO3.若正鹽難溶則，正鹽的溶解度一般小于酸式鹽，例Ca3(PO4)2CaHPO4Ca(H2PO4)2(6)堿金屬元素在化合物中只有 +1價，但Li在一定條件下，三個電子都能失去，故有+3 價(如 Li 2O3) 0(7)通常情況下氧呈-2價，氫呈+1價，但Na2O2、H2O2中氧呈-1價，在金屬氫化物中(如 NaH、NH 4H)氫呈-1 價。(8)較強的堿性溶液都能使酚酗:變紅，但濃的NaOH溶液遇酚酗:不變色。(9)鹽的水溶液通常不顯強酸性，但NaHSO4具有強酸性，它在水溶液中全部電離：NaHSO4 = Na+ + H+ + S

15、O42 ,可與活潑金屬作用產(chǎn)生氫氣。(10)試劑瓶中藥品取出后，一律不允許放回原試劑瓶。但取用后剩余的鈉、鉀應(yīng)立即 放回原瓶。(11)金屬的置換反應(yīng)， 通常是活潑金屬置換出不活潑金屬。但工業(yè)上制取鉀，卻是用鈉從氯化鉀中置換出鉀：Na + KCl = NaCl + K ;在水溶液中，Na、K等活潑金屬不能從CuSO4 中置換出 Cu： 2Na + CUSO4 + 2H2O = Cu(OH) 2 + H2T+ Na2SO4。(12)金屬性強的元素，其金屬活動性通常也強。Na的金屬性比Ca強，但Ca的金屬活動性位置卻排在 Na的前面。這是因為金屬性通常是指氣態(tài)金屬原子失去電子的性質(zhì)； 而金屬活動性指

16、的是金屬單質(zhì)在水溶液中形成水合離子的傾向大小。由于鈉失去電子的能力比鈣大，所以金屬性鈉大于鈣；但鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大， 故Ca的金屬活動性比鈉強。完成上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：2、鎂及其化合物學習必備歡迎下載常溫下表面能形成致密氧化膜 從海水中制鎂、,一 r 石灰乳. 鹽酸 _ _，、4 He .HCl氣氛蒸干/ E海水M M g(OH) 2M MgCl 2(溶液)M MgCl 2(固電解 Mg鎂鋁合金密度小制飛機（合金的密度比成分金屬?。┑?MgO作耐火材料（熔點高）從光鹵石中提取 MgCl 2 6H2O完成上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：學習必備歡迎下載3、鋁及其化合物Al是很活潑的金屬

17、單質(zhì)Al能與強堿溶液反應(yīng)放出 H2,實質(zhì)是與水的反應(yīng)，因Al(OH)3具有四世才使Al與水反應(yīng)完全進行AlCl3是共價分子，不能用電解AlC%的方法得到Al,而用電解熔點很高的 A2O3制AlA2O3、A l (OH) 3是兩性化合物Al 2O3作耐火耐磨材料。剛玉、寶石的成分為 Al 2O3,鉆石、水晶的主要成分是 SiO2。明磯是一種復鹽，可作凈水劑。完成上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：學習必備歡迎下載4、鐵及其化合物=TFp(OH)2冷濃 小卜或神 HaSCh鈍化Al 需 溫FNSCN%紅色、。(為、IKO. 7 隆()1加灼燒Fe元素的位置：四周期皿族Fe、Al遇濃硫酸、濃硝酸均鈍化Fe可被磁鐵

18、吸引純凈鐵為銀白色，屬黑色金屬FeO黑色粉末，F(xiàn)e2O3紅棕色固體，F(xiàn)e3O4黑色晶體Fe3O4中Fe呈現(xiàn)兩種價態(tài)+2、+3價Fe2+的溶液：淺綠色，F(xiàn)e3+的溶液：黃色Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+或FeO42一轉(zhuǎn)變成Fe3+后的溶液能凈水(凈水與殺菌 的區(qū)別)有關(guān)Fe3+的顏色變化規(guī)律在FeCl3溶液中加幾滴 KSCN溶液，溶液呈血紅色。石蕊試液滴入 FeCl3溶液中呈紅色(FeCl3水解，溶液顯酸性)。Fe3+ + 3H 2OFe(OH)3 + 3H +將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，溶液呈紅褐色FeCl3水解生成Fe(OH)3膠體Fe3+ + 3H 2O = Fe(OH)3 (膠體)+ 3H+(注意與的區(qū)別)FeCl3溶液與NaOH溶液混合，產(chǎn)生紅褐色沉淀。Fe3+ + 3OH = Fe(OH)3(NaHCO3與FeCl3兩溶液作用，既產(chǎn)生無色氣體，又產(chǎn)生紅褐色沉淀(雙水解反應(yīng))。Fe3+ + 3HCO 3 = Fe(OH) 3 J + 3CO2 T向FeCl3溶液中通入H2s氣體，產(chǎn)生淡黃色沉淀，溶液變淡綠色。2Fe3+ H2S = 2Fe2+ + S J + 2H +向FeCl3溶液中加入幾滴 Na2s溶液生成淡黃色沉淀；加入過量Na2s溶液又生成黑色沉淀。2Fe3+ + S2 = 2Fe2+ + S J