高中化學(xué)金屬及其氧化物知識點匯總

一、金屬Na物理性質(zhì)鈉單質(zhì)很軟，可以用小刀切割。切開外皮后，可以看到鈉具有銀白色的金屬光澤，很快就會被氧化失去光澤。鈉是熱和電的良導(dǎo)體，鉀鈉合金（液態(tài)）是原子堆導(dǎo)熱劑。鈉的密度是0.97g/cm3，比水的密度小，比煤油密度大，鈉的熔點是97.81℃，沸點是882.9℃。鈉單質(zhì)還具有良好的延展性硬度低。鈉原子的最外層只有1個電子，很容易失去，所以有強還原性。因此，鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，在與其他物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，作還原劑，都是由0價升為+1價。金屬性強。其離子氧化性弱?；瘜W(xué)性質(zhì)跟氧氣的反應(yīng)在常溫時:4Na+O2=2Na2O（白色粉末）在點燃時:2Na+O2=△=Na2O2(淡黃色粉末)★鈉在空氣中點燃時，迅速熔化為一個閃亮的小球，發(fā)出黃色火焰，生成過氧化鈉（Na2O2）和少量超氧化鈉（Na2O4）。過氧化鈉比氧化鈉穩(wěn)定，氧化鈉可以和氧氣化合成為過氧化鈉，化學(xué)方程式為：2Na2O+O2=2Na2O2跟鹵素、硫、磷、氫等非金屬直接發(fā)生反應(yīng)2.鈉能跟鹵素、硫、磷、氫等非金屬直接發(fā)生反應(yīng)，生成相應(yīng)的化合物（已下反應(yīng)常溫下均反應(yīng)），如2Na+Cl2=2NaCl（放出大量熱，生成大量白煙）2Na+S=Na2S(硫化鈉)（鈉與硫化合時研磨會發(fā)生爆炸）2Na+Br2=2NaBr(溴化鈉）（溴化鈉可以用作鎮(zhèn)靜劑）跟水的反應(yīng)在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一小塊鈉放入水中。為了安全應(yīng)在燒杯上加蓋玻璃片。觀察到的現(xiàn)象及由現(xiàn)象得出的結(jié)論有：1、鈉浮在水面上（鈉的密度比水?。?、鈉熔成一個閃亮的小球（鈉與水反應(yīng)放出熱量，鈉的熔點低）3、鈉在水面上四處游動（有氣體生成）鈉單質(zhì)與水的反應(yīng)4、發(fā)出嘶嘶的響聲（生成了氣體，反應(yīng)劇烈）5、事先滴有酚酞試液的水變紅（有堿生成）反應(yīng)方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑★鈉由于此反應(yīng)劇烈，能引起氫氣燃燒，所以鈉失火不能用水撲救，必須用干燥沙土來滅火。鈉具有很強的還原性，可以從一些熔融的金屬鹵化物中把金屬置換出來。由于鈉極易與水反應(yīng)，所以不能用鈉把居于金屬活動性順序鈉之后的金屬從其鹽溶液中置換出來。與酸溶液反應(yīng)鈉與酸溶液的反應(yīng)涉及到鈉的量，如果鈉少量，只能與酸反應(yīng)，如鈉與鹽酸的反應(yīng)：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑如果鈉過量，則優(yōu)先與酸反應(yīng)，然后再與酸溶液中的水反應(yīng)，方程式見3與鹽反應(yīng)（1）與鹽溶液反應(yīng)將鈉投入鹽溶液中，鈉先會和溶液中的水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉如果能與鹽反應(yīng)則繼續(xù)反應(yīng)。如將鈉投入硫酸銅溶液中：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓（2）與熔融鹽反應(yīng)這類反應(yīng)多數(shù)為置換反應(yīng)，常見于金屬冶煉工業(yè)中，如4Na+TiCl4（熔融）=4NaCl+Ti（條件為高溫）Na+KCl=K+NaCl（條件為高溫）★鈉與熔融鹽反應(yīng)不能證明金屬活動性的強弱與有機物反應(yīng)鈉還能與某些有機物反應(yīng)，如鈉與乙醇反應(yīng)：2Na+2C2H5OH→2CH3CH2ONa+H2↑（生成物為氫氣和乙醇鈉）有關(guān)化學(xué)方程式⑴與非金屬單質(zhì):2Na+H2=高溫=2NaH4Na+O2=2Na2O（白色固體）2Na+O2=點燃=Na2O2(淡黃色粉末)⑵與金屬單質(zhì)反應(yīng)4Na+9Pb=加熱=Na4Pb9Na+Tl=加熱=NaTl⑶與水:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑⑷與酸:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑⑸與堿;不反應(yīng)(與堿溶液反應(yīng))⑹與鹽;①4Na+TiCl4=高溫=4NaCl+Ti6Na+2NaNo2=高溫=N2↑+4Na2ONa+KCl=高溫=K↑+NaCl②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3↑+H2O⑺與氧化物:4Na+CO2=點燃=2Na2O+C↓制取鈉最早是在1807年電解氫氧化鈉制得的。這個原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年，電解氯化鈉的工業(yè)方法實現(xiàn)。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)采用電解氯化鈉的方法。電解熔融的氯化鈉（食鹽）或熔融氫氧化鈉：反應(yīng)方程式：熔融狀態(tài)下2NaCl(通電）=2Na+Cl2↑2NaOH(通電）=2Na+O2↑+H2↑保存鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，所以它在自然界里不能以游離態(tài)存在，因此，在實驗室中通常將鈉保存在煤油或石蠟油里。(原因：ρNa>ρ煤油且Na與煤油不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）Mg現(xiàn)過程1808年，英國的戴維，用鉀還原白鎂氧（即氧化鎂MgO），最早制得少量的鎂。物理性質(zhì)：銀白色的金屬，密度1.738克/厘米3，熔點648.9℃。沸點1090℃?；蟽r+2，電離能7.646電子伏特，是輕金屬之一，具有延展性，金屬鎂無磁性，且有良好的熱消散性。在空氣中，鎂的表面會生成一層很薄的氧化膜，使空氣很難與它反應(yīng)。鎂和醇、水反應(yīng)能夠生成氫氣。粉末或帶狀的鎂在空氣中燃燒時會發(fā)出強烈的白光。在氮氣中進行高溫加熱，鎂會生成氮化鎂（Mg3N2）；鎂也可以和鹵素發(fā)生強烈反應(yīng)；鎂也能直接與硫化合。鎂的檢測可以用EDTA滴定法分析。化學(xué)性質(zhì)具有比較強的還原性，能與熱水反應(yīng)放出氫氣，燃燒時能產(chǎn)生眩目的白光，鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用，也不受苛性堿侵蝕，但極易溶解于有機和無機酸中，鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合，包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數(shù)油類在內(nèi)的有機化學(xué)藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。1.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：2Mg+O2==點燃==2MgO3Mg+N2==點燃==Mg3N2Mg+Cl2==點燃==MgCl22.與水的反應(yīng)：Mg+2H2O==△==Mg(OH)2+H2↑3.與酸的反應(yīng)：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑4.與氧化物的反應(yīng)：2Mg+CO2==點燃==2MgO+C*注：該反應(yīng)在氧氣充足時一般不發(fā)生或發(fā)生后又有C+O2=CO2（點燃），所以在反應(yīng)后不見有黑色固體生成。5.鎂與氯化銨反應(yīng)：Mg+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2↑NH4++H2O==(可逆）==NH3·H2O+H+（水解）Mg+2H+=====Mg2++H2↑NH3H2O====NH3↑+H2O工業(yè)制法鎂存在于菱鎂礦（碳酸鎂）MgCO3．白云石（碳酸鎂鈣）CaMg(CO3)2．光鹵石（水合氯化鎂鉀）KCl·MgCl2·H2O中。工業(yè)上利用電解熔融氯化鎂或在電爐中用硅鐵等使其還原而制得金屬鎂，前者叫做熔鹽電解法，后者叫做硅熱還原法。氯化鎂可以從海水中提取，每立方英里海水含有約120億磅鎂。Mg在海水中的提?、貱aCO3(s)=(高溫)CaO(s)+CO2(g)↑CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)②Ca(OH)2(aq)+MgCl2(aq)=Mg(OH)2(s)↓+CaCl2(aq)③Mg(OH)2(s)+2HCl(l)+6H2O(l)=MgCl2·6H2O(s)+2H2O(l)④MgCl2·6H2O(s)=(HCl)MgCl2(s)+6H2O(l)⑤MgCl2（l）==熔融電解==Mg(s)+Cl2(g)↑同位素已發(fā)現(xiàn)鎂的同位素共有13種，包括鎂20至鎂32，其中只有鎂24．鎂25．鎂26是天然存在并且穩(wěn)定的，其他鎂的同位素都帶有放射性。元素用途常用做還原劑，去置換鈦、鋯、鈾、鈹?shù)冉饘?。主要用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵、科學(xué)儀器脫硫劑脫氫和格氏試劑。也能用于制煙火、閃光粉、鎂鹽、吸氣器、照明彈等。結(jié)構(gòu)特性類似于鋁，具有輕金屬的各種用途，可作為飛機、導(dǎo)彈的合金材料。但是鎂在汽油燃點可燃，這限制了它的應(yīng)用。Mg+Cl2＝MgCl2Mg+Br2＝MgBr22Mg+O22MgOMg+S＝MgSMg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑2Mg+TiCl4(熔融)＝Ti+2MgCl2Mg+2RbCl(熔融)＝MgCl2+2Rb2Mg+CO22MgO+C2Mg+SiO22MgO+SiMg+H2S＝MgS+H2Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑Al性質(zhì)鋁為銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒，并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，不溶于水。相對密度2.70。熔點660℃。沸點2327℃。鋁是活潑金屬，在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約50埃的致密氧化膜，使鋁不會進一步氧化并能耐水；但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒；熔融的鋁能與水猛烈反應(yīng)；高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應(yīng)的金屬；鋁是兩性的，即易溶于強堿，也能溶于稀酸。鋁和水的反應(yīng)是2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑，反應(yīng)實質(zhì)：水是極弱的電解質(zhì)，但在水中能電離出氫離子和氫氧根離子與鋁反應(yīng)，生成Al(OH)3和H2。反應(yīng)條件可加熱也可以在常溫下進行，在常溫下起現(xiàn)象很難觀察實驗說明根據(jù)鋁的還原性可推斷鋁可以與水反應(yīng)，但實驗發(fā)現(xiàn)，鋁與沸水幾乎沒有反應(yīng)現(xiàn)象，因此許多人認為鋁與水不反應(yīng)。其實不然，鋁在加熱條件下就可以與水蒸汽發(fā)生明顯反應(yīng)，但反應(yīng)一開始就與水中的氧氣生成致密氧化膜阻止反應(yīng)進一步進行。2Al+3Cl22AlCl34Al+3O22Al2O3(鈍化)4Al(Hg)+3O2+2xH2O＝2(Al2O3.xH2O)+4Hg4Al+3MnO22Al2O3+3Mn2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe2Al+3FeOAl2O3+3Fe2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2↑2Al+6H2SO4(濃)Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(Al、Fe、C在冷、濃的H2SO4、HNO3中鈍化)Al+4HNO3(稀)＝Al(NO3)3+NO↑+2H2O2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑工業(yè)制法鋁以化合態(tài)的形式存在于各種巖石或礦石里，如長石、云母、高嶺石、鋁土礦、明礬時，等等。由鋁的氧化物與冰晶石（3NaF·AlF?）共熔電解可制得鋁，其主要反映過程如下：從鋁土礦中提取鋁反應(yīng)過程①溶解：將鋁土礦溶于NaOH（aq)Al2O3+2NaOH====2NaAlO2（偏鋁酸鈉）+H2O②過濾：除去殘渣氧化亞鐵(FeO)、硅鋁酸鈉等③酸化：向濾液中通入過量CO2.NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3④過濾、灼燒Al(OH)32Al(OH)3==高溫==Al2O3+3H2O注：電解時為使氧化鋁熔融溫度降低，在Al2O3中添加冰晶石(3NaF·AlF6)⑤電解：2Al2O3l)==通電==4Al+3O2↑注：不電解熔融AlCl3煉Al原因：AlCl3是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。1．從整個工藝流程看，可分成提純和冶煉兩個階段2．NaOH溶解鋁土礦的目的是溶解氧化鋁3．兩次過濾的作用是除去雜質(zhì)和分離Al（OH）34．把濾液酸化的作用是生成Al（OH）35．流程中用二氧化碳而不用鹽酸的原因是Al（OH）3可溶解在過量的HCl中6．將過濾后的白色固體灼燒，生成了Al2O32Al（OH）3Al2O3+3H2OFe鐵是一種光亮的銀白色金屬。密度7.86克/立方厘米。熔點1535℃，沸點2750℃。常見化合價+2和+3，有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化，又可去磁，且均很迅速。鐵活潑，為強還原劑，化合價有0、+2、+3、+6，最常見的價態(tài)是+2和+3。在室溫下，鐵可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應(yīng)速度增大。有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕；在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化。鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng)，但在潮濕空氣中很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3，其中有1/3的Fe為+2價，另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定2Fe+3Br2＝2FeBr3Fe+I2FeI2Fe+S鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應(yīng)速率增高：3Fe+4H2O（g）===Fe3O4+4H2Fe和高溫水蒸氣反應(yīng)，因此，生成氫氣一般不帶氣體符號。鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如：CuSO4+Fe===FeSO4+Cu鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子并放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑（2Fe+6H2SO4（濃）===Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O）4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應(yīng)劇烈（2Fe+3Cl2===2FeCl3）。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N。鐵的最重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色，在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩(wěn)定的配位化合物，如Phen為菲羅林，配位數(shù)通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性，蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態(tài)的化合物，但在水溶液中只有+6價的?；衔镏饕袃纱箢悾簛嗚FFe（Ⅱ)和正鐵Fe（Ⅲ）化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO)、氯化亞鐵(FeCl2)、硫酸亞鐵（FeSO4）、氫氧化亞鐵{Fe(OH)2}等；正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe2O3)、三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵{Fe2(SO4)3}、氫氧化鐵{Fe(OH)3}等。如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]·3H2O（俗名：黃血鹽）和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]（俗名：赤血鹽）中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵，是一種具有夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機化合物?！捐F的化學(xué)性質(zhì)之三種狀態(tài)】氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應(yīng)速率增高：3Fe+4H2O(g)===(加熱)Fe3O4+4H2鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫