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（3）金屬及其化合物—高考化學一輪復習大單元知識清單
一、鈉及其化合物
1. 鈉的物理性質
銀白色，有金屬光澤；ρ(水) > ρ(鈉) > ρ(煤油) < 100 ℃；質地柔軟，可以用小刀切割。
鈉與氧氣的反應
4Na+O2===2Na2O(白色固體) 2Na+O2Na2O2(淡黃色固體)
鈉與水的反應
現象 原因
浮 鈉浮在水面上 鈉的密度比水小
熔 熔成閃亮的小球 鈉的熔點低且反應放熱
游 鈉在水面上迅速游動 反應產生氣體推動鈉游動
響 發出“嘶嘶”聲響 鈉與水反應劇烈
紅 溶液變紅 反應生成堿性物質
鈉與酸溶液反應
與鹽溶液反應
氧化鈉的性質：氧化鈉屬于堿性氧化物，具有堿性氧化物的通性。
(1)與水反應：Na2O＋H2O=2NaOH；
(2)與酸性氧化物(如CO2)反應：Na2O＋CO2 = Na2CO3；
(3)與酸(如HCl)反應：Na2O＋2HCl = 2NaCl＋H2O。
過氧化鈉的性質
(1)與H2O反應：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
(2)與CO2反應：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
鈉露置在空氣中的變化
碳酸鈉和碳酸氫鈉物理性質
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 純堿 小蘇打
色態 白色粉末 細小白色晶體
溶解性 水中易溶 水中易溶，但比Na2CO3溶解度小
Na2CO3、NaHCO3與酸、堿的反應
(1)與酸(足量鹽酸)反應
①Na2CO3：Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
②NaHCO3：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(2)與堿(氫氧化鈉)反應(寫出相應的化學方程式)
①Na2CO3與NaOH不反應。
②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
碳酸鈉很穩定，受熱不易發生分解；碳酸氫鈉不穩定，受熱容易分解，化學方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
焰色反應
Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜
混合物(括號內為雜質) 除雜方法及試劑
Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入適量NaOH溶液
堿金屬元素的相似性、遞變性、特殊性
（1）相似性和遞變性
相似性 遞變性
原子結構 最外層均為1個電子 電子層逐漸增多，核電荷數逐漸增大，原子半徑逐漸增大
元素性質 都具有較強的金屬性，最高正價均為+1 金屬性逐漸增強
單質性質 物理性質 （除Cs外）都呈銀白色，密度較小，熔、沸點較低 密度逐漸增大（鉀反常），熔、沸點逐漸降低
化學性質 都具有較強的還原性 還原性逐漸增強，與O2反應越來越劇烈，產物越來越復雜；均能與水反應，反應越來越劇烈
特殊性
①試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但金屬Na、K等需立即放回原瓶。
②Li與O2反應與鈉不同，只生成Li2O，不生成Li2O2。
二、鎂及其化合物
1. 物理性質：銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點低，有良好的導電性、導熱性和延展性。
2.鎂及其重要化合物的化學性質及用途
物質 主要性質 反應方程式 用途
鎂 與O2、N2反應 制造信號彈和焰火，鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件
與CO2反應
與非氧化性強酸反應
與沸水反應
氧化鎂 堿性氧化物 耐高溫材料
氫氧化鎂 中強酸 阻燃劑
難溶于水
溶解度小于碳酸鎂
3.從海水中提取鎂
基本步驟及主要反應
制熟石灰 ， CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸發結晶 析出MgCl2·6H2O
脫水 在_氯化氫_氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂
電解 電解熔融氯化鎂制得鎂：
三、鋁及其化合物
1. 鋁是地殼中含量最多的金屬。鋁性質活潑，鋁和鋁合金制品比較穩定的原因是表面覆蓋著致密的氧化鋁薄膜，保護內部金屬。
2. 鋁的物理性質
顏色 狀態 硬度 密度 熔點 沸點 金屬性質
銀白色，金屬光澤 固體 較小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好的導電性、導熱性、延展性
氧化鋁的物理性質
顏色 狀態 硬度 溶解性 熔點
白色 固體 很大 難溶于水 2050℃
化學性質
①Al與O2反應：常溫下能與空氣中的O2發生反應，表面形成一層致密的氧化鋁薄膜。4Al＋3O2＝2Al2O3。
②Al、Al2O3與酸反應
將一鋁片放入鹽酸中，開始沒有氣泡，一段時間后才產生氣泡，有關反應的化學方程式為Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑。
③Al、Al2O3與強堿的反應
將一鋁片放入NaOH溶液中，開始沒有氣泡，一段時間后才產生氣泡，化學方程式為Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。
【總結】既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生鹽和水成的氧化物叫做兩性氧化物，如Al2O3。
氫氧化鋁
（1）物理性質：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。
（2）化學性質
Al(OH)3的電離方程式為:(酸式電離）、（堿式電離）
寫出下列反應的離子方程式或化學方程式：
a.與鹽酸反應：。
b.與NaOH溶液反應：。
c.加熱分解：。
（3）Al(OH)3的制備
a.向鋁鹽中加入氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
b.向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2：[Al(OH)4]-＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
c.Na[Al(OH)4]溶液與AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]-＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
（4）用途：可用作吸附劑、媒染劑和凈水劑；治療胃酸；可作為制造瓷釉、耐火材料、防水織物的原料。
6. 常見的鋁鹽
（1）硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復鹽。
（2）化學式為KAl(SO4)2_。
（3）電離方程式為KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。
（4）應用：凈水；凈水原理為明礬電離出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3膠體，吸附水中懸浮物而沉淀，使水凈化，其離子方程式為Al(OH)3膠體Al(OH)3(膠體)＋3H+。
（5）向明礬溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀完全，其離子方程式為Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋[Al(OH)4]-。
7. 常見的鋁合金
(1)鋁合金中，常會有的合金元素： Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。
(2)硬鋁中含有的合金元素： Cu、Mg、Mn、Si。
(3)鋁合金的性質及用途：鋁合金具有密度小、強度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉等特點。主要用于建筑業、容器制造、交通運輸及電子行業。
8. 從鋁土礦中提取氧化鋁的方法
（1）酸溶法
（2）堿溶法
四、鐵及其化合物
1. 物理性質
化學性質
鐵的冶煉
①還原劑的生成：C+O2CO2，CO2+C2CO;
②鐵的還原：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
③造渣反應：CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3。
鐵的氧化物
①物理性質
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 鐵紅 磁性氧化鐵
色態 黑色粉末 紅棕色粉末 _黑色晶體
鐵的價態 +2價 +3價 +2價，+3價
②化學性質
穩定性： Fe2O3、Fe3O4較穩定； FeO不穩定，受熱能氧化為Fe3O4。
與酸反應：FeO、Fe2O3都是堿性氧化物，都能與酸反應生成鹽和水。分別寫出它們與鹽酸反應的離子方程式： FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O。
【注意】FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，Fe3O4不屬于堿性氧化物。
鐵的氫氧化物
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態 白色固體 . 紅褐色固體 .
溶解性 難溶于水 難溶于水
與鹽酸 反應 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
受熱分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O .
制法 可溶性亞鐵鹽與堿反應:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿反應: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
兩者的 關系 空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
【注意】Fe(OH)2和Fe(OH)3的制備
實驗操作 實驗現象 結論(用方程式表示)
試管中有紅褐色沉淀產生 Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓
試管中先生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
【拓展】實驗室制備Fe(OH)2裝置的改進
（1）防止Fe(OH)2氧化的方法
①將配制溶液的蒸餾水煮沸，除去其中的氧氣。
②將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管內的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
③在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
④在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。
（2）實驗裝置的改進
鐵鹽和亞鐵鹽的性質
（1）Fe3＋和Fe2＋的檢驗
①直接觀察顏色：
②利用氫氧化物沉淀的顏色：
③利用顯色反應：
④利用Fe2＋的還原性：
（2）Fe3＋和Fe2＋的相互轉化
①Fe2＋→Fe3＋
氧化劑(較強)：①Cl2、Br2；②O2(H＋)；③H2O2；④HNO3；⑤MnO4－；⑥ClO－等。
②Fe3＋→Fe2＋
還原劑：①Fe；②Cu；③Al(適量)；④Zn(適量)。
（3）除雜
主要物質 少量雜質 除雜方法
Fe2+ Fe3+ 加過量鐵屑后過濾
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
Fe2+ Cu2+ 加過量鐵屑后過濾
Fe Al 加過量強堿溶液后過濾
Fe2O3 Al2O3、SiO2 加過量強堿溶液后過濾
五、銅及其重要化合物
1. 銅的性質：銅是硬度較小的紫紅色金屬，具有良好的導電性、導熱性和延展性，廣泛應用于電器和電子工業中。
反應物 化學方程式
非金屬 O2 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cl2
S
氧化性酸 濃硫酸
濃硝酸
稀硝酸
鹽 AgNO3、FeCl3 、
2.氧化銅和氧化亞銅
名稱 氧化銅 氧化亞銅
顏色 黑色 磚紅色
與酸反應 (H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
與H2反應 CuO＋H2Cu＋H2O　　 Cu2O＋H22Cu＋H2O
轉化關系 4CuO2Cu2O＋O2↑
氫氧化銅
①物理性質：藍色不溶于水的固體。
②化學性質及應用
CuSO4 5H2O
CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可用于水的檢驗。
六、金屬材料與金屬礦物的開發利用
1.合金
2.常見的金屬材料
①鋼鐵
②鋁合金
③銅合金
3.金屬礦物的開發利用
①金屬冶煉的一般步驟
②金屬冶煉的實質：金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態還原為游離態的過程。
即Mn＋＋ne－===M。
③金屬冶煉方法

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