高中化學(xué)重要金屬知識(shí)點(diǎn)規(guī)律大全

高中化學(xué)重要金屬學(xué)問(wèn)點(diǎn)規(guī)律大全

1.金屬的物理性質(zhì)

⑴狀態(tài)：在常溫下，除汞（Hg）外，其余金屬都是固體.

⑵顏色：大多數(shù)金屬呈銀白色，而金、銅、錨具有特別顏色.金屬都是不

透亮的，整塊金屬具有金屬光澤，但當(dāng)金屬處于粉末狀時(shí)，常顯不同顏色.

⑶密度：金屬的密度相差很大，常見(jiàn)金屬如鉀，鈉、鈣、鎂、鋁均為輕金

屬（密度小于4.5g?cmr）密度最大的金屬是拓，高達(dá)21.45g?cm-3.

⑷硬度：金屬的硬度差異很大，如鈉、鉀的硬度很小，可用小刀切割；最

硬的金屬是銘.

⑸熔點(diǎn)：金屬的熔點(diǎn)差異很大，如熔點(diǎn)最高的金屬為鴇，其熔點(diǎn)為3

410℃,而熔點(diǎn)最低的金屬為汞，其熔點(diǎn)為-38.9℃,比冰的熔點(diǎn)還低.

⑹大多數(shù)金屬都具有延展性，可以被抽成絲或壓成薄片.其中延展性最好

的是金.

⑺金屬都是電和熱的良導(dǎo)體.其中銀和銅的傳熱、導(dǎo)電性能最好.

2.鎂和鋁

［鎂和鋁］

元素鎂iMg)鋁（13刈

在元素周期表中

第二周期nA族第三周期mA族

的位置

單顏色和狀態(tài)銀白色固體銀白色固體

質(zhì)硬度鎂（很軟）＜鋁（較硬）

物密度

鎂(1.738)v鋁(2.70)

理g?cm-3

性熔點(diǎn)/℃鎂(645)v鋁(660.4)

質(zhì)沸點(diǎn)/℃沸點(diǎn)(1090)V鋁(2467)

自然界存在形式均以化合態(tài)形式存在

用于制作導(dǎo)線、電纜；

用途用于制造合金鋁箔用于食品、飲料的

包裝；用于制造合金

［鎂及鋁元素的原子構(gòu)造和單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比擬］

元素鎂(Mg)鋁(Al)

最外層電子

2個(gè)（較少）3個(gè)（較多）

原數(shù)

子原子半徑r(Mg)>r(Al)

構(gòu)失電子實(shí)

造力、復(fù)原性Mg>Al

和金屬性

Mg、Al均能及空氣中的。2反響，生成一層堅(jiān)實(shí)而

及

單常溫致密的氧化物愛(ài)護(hù)膜.所以，金屬鎂和鋁都有抗腐

o2

蝕性能

的反

質(zhì)

2Mg+5(空氣)4A1+3O2(純)

響點(diǎn)燃

=J^=2MgO雪2Al2。3

的及s、X2等Mg+S=^=MgS2Al+3S=A12S3

非金屬的反Mg+2Al+

化

響Cl2=^=MgCl23C12=￡^=2A1C13

非氧

學(xué)及例Mg+2H+=Mg2例2Al+6H+=

化性

3+

酸++H2f2A1+3H2f

酸

性

的

例鋁在冷的濃濃

4Mg+10HNO3(?HNO3＞

反氧化

質(zhì)

稀)=4Mg(NC)3)2+N2OH2so4中因發(fā)生鈍化而

響性酸

t+5H2O難溶

2A1+2NaOH+2H2O

及堿的反響不反響

=2NaAlO2+3H21

2A1+Fe2O3=2Fe

點(diǎn)燃

2Mg+CO2=+A12O3

及氧化物的2MgO+C［鋁熱反響］

反響(金屬鎂能在CO2氣體中說(shuō)明鋁及比鋁不活潑

燃燒)的金屬氧化物(如CuO

等)都可以發(fā)生鋁熱反響

［鋁的重要化合物］

氧化鋁(AI2O3)氫氧化鋁［A1(OH)3］硫酸鋁鉀[KA1(SC>4)2]

不溶于水的白色膠狀硫酸鋁鉀晶體

物理白色固體，熔點(diǎn)

固體；能凝合水中的懸［KA1(SO4)2-12H2O］

性質(zhì)高,難溶于水

浮物，有吸附色素的性俗稱明磯.明磯是無(wú)

能色晶體，易溶于水

復(fù)鹽(由兩種不同金屬

所屬

兩性氧化物兩性氫氧化物離子和一種酸根離子

類(lèi)別

組成)

電離A131+3OH'

+3

KA1(SO4)2=K+A1

方程在水中不能電離A1(OH)3^^A1O2

+2

+2SO4-

式-+H++H2O

既能及酸反響生①既能溶于酸，又能溶①同時(shí)兼有K+、A13

成鋁鹽，又能及堿于強(qiáng)堿中：A1(OH)3++、SO’?一三種離子的

+3+3

反響生成偏鋁酸3H=A1+3H2O,性質(zhì)②水溶液因A1

+

化學(xué)鹽：A12O3+6HA1(OH)3+OH-=+水解而顯酸性：

33

性質(zhì)=2A1++2A1O2-+2H2OA1+

3H2。，AI2O3+②受熱分解：+3H20H(OH/+

+

2OH-=2A1O2-2A1(OH)3^=A12O3+3H

+H2O3H2O

2A1(OH)3A可溶性鋁鹽及氨水反

制AI2O3+3H2。響:Ad++3NH3-H2O

法—A1(OH)31+

+

3NH4

①作冶煉鋁的原

用

料②用于制耐火制取氧化鋁作凈水劑

途

地?zé)?、耐火管、?/p>

高溫儀器

哈金］

⑴合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合在一起而

成的具有金屬特性的物質(zhì).

⑵合金的性質(zhì)：①合金的硬度比它的各成分金屬的硬度大；②合金的熔點(diǎn)

比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低.

*［硬水和其軟化］

⑴根本概念.

①硬水和軟水：

硬水：含有較多的Ca2+和Mg2+的水.

軟水：不含或只含少量Ca2+和Mg2+的水.

②短暫硬度和永久硬度：

短暫硬度：由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂所引起的水的硬度.

永久硬度：由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的水的硬度.

③短暫硬水和永久硬水：

短暫硬水：含有短暫硬度的水.

永久硬水：含有永久硬度的水.

⑵硬水的軟化方法：

①煮沸法.這種方法只適用于除去短暫硬度，有關(guān)反響的化學(xué)方程式為：

Ca(HCO3)24CaCO3\+CO2f+H2O

Mg(HCO3)2^MgCO3\+CO2f+H2O

MgCO3+H2O^=Mg(OH)2；+CO2t

②離子交換法.這種方法可同時(shí)除去短暫硬度和永久硬度.

③藥劑軟化法.常用的藥劑法有石灰——純堿法和磷酸鈉法.

⑶自然水的硬度：自然水同時(shí)有短暫硬度和永久硬度，一般所說(shuō)的硬度是

指兩種硬度之和.

⑷硬水的危害：

①長(zhǎng)期飲用硬度過(guò)高或過(guò)低的水，均不利于身體安康.

②用硬水洗滌衣物，奢侈肥皂，也不易洗凈.

③鍋爐用水硬度過(guò)高，易形成鍋垢[注：鍋垢的主要成分為CaCO3和

Mg(OH)2],不僅奢侈燃料，還會(huì)引起爆炸事故.

3.鐵和鐵的化合物

闕

⑴鐵在地殼中的含量：鐵在地殼中的含量居第四位，僅次于氧、硅和鋁.

⑵鐵元素的原子構(gòu)造：鐵的原子序數(shù)為26,位于元素周期表第四周期VD

族，屬過(guò)渡元素.鐵原子的最外層電子數(shù)為2個(gè)，可失去2個(gè)或3個(gè)電子

而顯+2價(jià)或+3價(jià)，但+3價(jià)的化合物較穩(wěn)定.

⑶鐵的化學(xué)性質(zhì)：

①及非金屬反響：

3Fe+2O2=Fe3O4

2Fe+3Cl2=J2=2FeCl3

說(shuō)明鐵絲在氯氣中燃燒時(shí)，生成棕黃色的煙，加水振蕩后，溶液顯黃色.

Fe+S4FeS

說(shuō)明鐵跟氯氣、硫反響時(shí)，分別生成+2價(jià)和+3價(jià)的鐵，說(shuō)明氧化性:

氯氣〉硫.

②及水反響：

a.在常溫下，在水和空氣中的。2、CO2等的共同作用下，F(xiàn)e易被腐蝕（鐵

生銹）.

b.在高溫下，鐵能及水蒸氣反響生成H2：3Fe+4H2O（g）J^Fe3O4+

4H2

③及酸反響：

a.及非氧化性酸（如稀鹽酸、稀H2sO’等）的反響.例如：Fe+2H+=Fe2

++H2f

b.鐵遇到冷的濃H2SO4、濃HNC）3時(shí)，產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，因此金屬鐵難溶

于冷的濃H2s。4或濃HNO3中.

④及比鐵的活動(dòng)性弱的金屬的鹽溶液發(fā)生置換反響.例如：Fe+Cu2+=

Fe2++Cu

歸納：鐵的化學(xué)性質(zhì)和在反響后的生成物中顯+2價(jià)或+3價(jià)的規(guī)律如下；

［鐵的氧化物的比擬］

鐵的氧

氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵

化物

俗稱鐵紅磁性氧化鐵

化學(xué)式

FeOFe2O3Fe3O4

鐵的價(jià)

+2價(jià)+3價(jià)+2價(jià)和+3價(jià)

態(tài)

顏色、狀黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體

態(tài)

水溶性都不溶于水

①及鹽酸等反響：

①在空氣中加熱

Fe2O3+6H+=

時(shí)，被快速氧化；兼有FeO和

2Fe3++3H2O②

6FeO+O2Fe2C)3的性質(zhì)，如

化學(xué)性在高溫時(shí)，被CO、

42Fe3C>4②及Fe3O4+8H+=

MC、Al等復(fù)原：

鹽酸等反響：FeO2Fe3++Fe2++

Fe2C)3+3CO

+2+

+2H=Fe+4H2O

2Fe+

H2O

3CO2

［氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的比擬］

Fe(OH)2Fe(OH)3

顏色、狀

在水中為白色絮狀沉淀在水中為紅褐色絮狀沉淀

態(tài)

水溶性難溶于水難溶于水

可溶性亞鐵鹽及強(qiáng)堿溶液或

氨水反響：

注：制取時(shí)，為防止Fe2+

可溶性鐵鹽及強(qiáng)堿溶液、氨

制法被氧化，應(yīng)將裝有NaOH溶

水反響：

液的滴管插入FeSO4溶液

的液面下

①極易被氧化：

①受熱分解；

沉淀顏色改變：白色一灰綠

固體顏色改變：紅褐色f紅

化學(xué)性色-?紅褐色

棕色

質(zhì)②及非氧化性酸如鹽酸等中

②及酸發(fā)生中和反響：

和：

[Fe3+和Fe2+的互相轉(zhuǎn)化]

例如：2Fe3++Fe=3Fe2+

應(yīng)用：①除去亞鐵鹽（含F(xiàn)e2+）溶液中混有的Fe3+;②亞鐵鹽很簡(jiǎn)單被空氣

中的5氧化成鐵鹽，為防止氧化，可向亞鐵鹽溶液中參加肯定量的鐵屑.

例如：2Fe2++Ck=2Fe3++2C「

應(yīng)用：氯化鐵溶液中混有氯化亞鐵時(shí)，可向溶液中通入足量氯氣或滴加新

制的氯水，除去Fe2+離子.

十氧化劑如C12。2（202HN03等_

Fe2+、+還原劑如ZnFeCuH2sHi等-Fe3+

[Fe2+>Fe3+的檢驗(yàn)]

⑴Fe2+的檢驗(yàn)方法：

①含有Fe2+的溶液呈淺綠色；

②向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，露置在空氣中

一段時(shí)間后，沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明含F(xiàn)e2+.

③向待檢液中先滴加KSCN溶液，無(wú)改變，再滴加新制的氯水，溶液顯紅

色，說(shuō)明含F(xiàn)e2+.有關(guān)的離子方程式為：

2+3+3+

2Fe+Cl2=2Fe+2C1-Fe+3SCN-=

Fe(SCN)3

(2)Fe3+的檢驗(yàn)方法：

①含有Fe3+的溶液呈黃色；

②向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產(chǎn)生紅褐色沉淀，說(shuō)明含F(xiàn)e3+.

③向待檢液中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說(shuō)明含F(xiàn)e3+.

進(jìn)展鐵和其化合物的計(jì)算時(shí)應(yīng)留意的事項(xiàng)：

⑴鐵元素有變價(jià)特點(diǎn)，要正確推斷產(chǎn)物；

⑵鐵和其化合物可能參與多個(gè)反響，要正確選擇反響物和反響的化學(xué)方程

式；

⑶反響中生成的鐵化合物又可能及過(guò)量的鐵反響，因此要細(xì)致分析鐵和其

化合物在反響中是過(guò)量、適量，還是缺乏量；

⑷當(dāng)依據(jù)化學(xué)方程式或離子方程式計(jì)算時(shí)，找出已知量及未知量的關(guān)系，

列出方程式或方程式組；

⑸常常用到差量法、守恒法.

4.金屬的冶煉

［金屬的冶煉］

⑴從礦石中提取金屬的一般步驟有三步：①礦石的富集.除去雜質(zhì)，進(jìn)步

礦石中有用成分的含量；②冶煉.利用氧化復(fù)原反響原理，在肯定條件下,

用復(fù)原劑將金屬礦石中的金屬離子復(fù)原成金屬單質(zhì)；⑧精煉.采納肯定的

方法，提煉純金屬.

⑵冶煉金屬的本質(zhì)：用復(fù)原的方法，使金屬化合物中的金屬離子得到電子

變成金屬原子.

⑶金屬冶煉的一般方法:

①加熱法.適用于冶煉在金屬活動(dòng)依次表中，位于氫之后的金屬（如Hg、

Ag等）.例如：

2HgO^=2Hg+O2tHgS+O2^=Hg+SO2t

2Ag2O叁4Ag+O212AgNO3=^2Ag+2NO2f+O2t

②熱復(fù)原法.適用于冶煉金屬活動(dòng)依次表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活

潑的金屬.常用的復(fù)原劑有C、CO、H2>Al等.例如：

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2（^fc）ZnO+C=Zn+

coM伴生co2）

WO3+3H2=W+3H2OCr2O3+2Al=2Cr+

AI2CM制高熔點(diǎn)的金屬）

⑧熔融電解法.適用于冶煉活動(dòng)性強(qiáng)的金屬如K、Ca、Na、Mg、Al等

活潑的金屬，通過(guò)電解其熔融鹽或氧化物的方法來(lái)制得.例如：

2Al2。3=^=4A1+3O2t2NaCl2Na+Cl2t

④濕法冶金（又叫水法冶金）.利用在溶液中發(fā)生的化學(xué)反響（如置換、氧化

復(fù)原、中和、水解等），對(duì)原料中的金屬進(jìn)展提取和分別的冶金過(guò)程.濕法

冶金可用于提取Zn、U（鈾）和稀土金屬等.

［金屬的回收］地球上的金屬礦產(chǎn)資源是有限的，而且是不能再生的.隨

著人們的不斷開(kāi)發(fā)利用，礦產(chǎn)資源將會(huì)日漸削減.金屬制品在運(yùn)用過(guò)程中

會(huì)被腐蝕或損壞，同時(shí)由于消費(fèi)的開(kāi)展，新的產(chǎn)品要不斷替代舊的產(chǎn)品，

因此每年就有大量廢舊金屬產(chǎn)生.廢

舊金屬是一種固體廢棄物，會(huì)污染環(huán)境.要解決以上兩個(gè)問(wèn)題，最好的方

法是把廢舊金屬作為一種資源，加以回收利用.這樣做，既削減了垃圾量，

防止污染環(huán)境，又緩解了資源短缺的沖突.回收的廢舊金屬，大局部可以

重新制成金屬或它們的化合物再用.

*［金屬陶瓷和超導(dǎo)材料］

(1)金屬陶瓷.金屬陶瓷是由陶瓷和粘結(jié)金屬組成的非均質(zhì)的復(fù)合材

料.陶瓷主要是AI2O3、ZrO2等耐高溫氧化物等，粘結(jié)金屬主要是Cr、

Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬.將陶瓷和粘結(jié)金屬研磨，混合勻稱，成型后

在不活潑氣氛中燒結(jié)，就可制得金屬陶瓷.

金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，其密度小，硬度大，耐磨，導(dǎo)熱性

好，不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂.另外，在金屬外表涂一層氣密性好、熔

點(diǎn)高、傳熱性很差的陶瓷涂層，可以防止金屬或合金在高溫下被氧化或腐

蝕.

金屬陶瓷廣泛地應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)的外殼、燃燒室的火

焰噴口等處.

(2)超導(dǎo)材料.當(dāng)電流通過(guò)金屬(或合金)時(shí)，金屬會(huì)發(fā)熱，這是由于金

屬內(nèi)部存在電阻，它阻礙電流通過(guò).用金屬導(dǎo)線輸送電流時(shí)，由于有電阻

存在，會(huì)白白消耗大量電能.金屬材料的電阻通常隨溫度的降低而減小.

科學(xué)探討發(fā)覺(jué)，當(dāng)汞冷卻到低于4.2K時(shí)，電阻突然消逝，導(dǎo)電性幾

乎是無(wú)限大的，當(dāng)外加磁場(chǎng)接近固態(tài)汞隨之又撤去后，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電

流會(huì)在金屬汞內(nèi)部許久地流淌而不會(huì)衰減，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象.具有

超導(dǎo)性質(zhì)的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體.超導(dǎo)體電阻突然消逝的溫度稱為臨界溫度

(Tc).在臨界溫度以下時(shí)，超導(dǎo)體的電阻為0,也就是電流在超導(dǎo)體中通

過(guò)時(shí)沒(méi)有任何損失.

超導(dǎo)材料大致分為純金屬、合金和化合物三類(lèi).具有最高臨界溫度的

純金屬是錮，Tc=12.5K.合金型目前主要有銀一鈦合金，Tc=9.5K.化

合物型主要有錫三錫(NbsSn),Tc=18.3K;fLH^(V3Ga),Tc=16.5K

等.

超導(dǎo)材料可制成大功率發(fā)電機(jī)、磁流發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)儲(chǔ)能器、超導(dǎo)電纜、

超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)等.用超導(dǎo)材料制成的裝置，具有體積小、運(yùn)用性能高、

本錢(qián)低等優(yōu)點(diǎn).

5.原電池的原理和其應(yīng)用

［原電池］

⑴原電池的概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池.

⑵構(gòu)成原電池的條件：

①有互相連接或，接觸的兩個(gè)電極.在兩個(gè)電極中，其中一個(gè)電極的材料

為較活潑的金屬；另一個(gè)電極的材料為較不活潑的金屬或金屬氧化物導(dǎo)體

或石墨.

②兩個(gè)電極要同時(shí)及電解質(zhì)溶液相接觸并形成回路.

③作負(fù)極的較活潑金屬能及電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化復(fù)原反響，而較不活潑的

金屬不能及電解質(zhì)溶液反響.

⑶原電池原理：

較活潑金屬：作負(fù)極一電子流淌身—生氧化反響(電極本身失電子后而溶

解)

較不活潑金屬、金屬氧化物或石墨:作正極—電子流入~發(fā)生復(fù)原反響(溶

液中的陽(yáng)離子得電子后析出）

電流方向：正極4導(dǎo)線一負(fù)極

⑷原電池原理的應(yīng)用：制作各種電池，如干電池、蓄電池、充電電池、高

能電池等.

【化學(xué)電源］

⑴好用電源一般應(yīng)具有的特點(diǎn):能產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流；平安、

耐用且便于攜帶；可以適用于特別用處；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)?/p>

環(huán)境產(chǎn)生影響較小.

⑵幾種常見(jiàn)的電池和新型電池:

構(gòu)造性能主要用處

插在電池中央的石墨作正

極，頂端有一銅帽；在石墨

干

棒的四周填滿二氧化鎰和炭

黑的混合物，并用離子可以電量小，在

電通過(guò)的長(zhǎng)纖維作隔膜；隔膜放電過(guò)程中手電筒中用

鎰干

外是調(diào)成糊狀的氯化核，作簡(jiǎn)單發(fā)生氣作照明

電池

為電解質(zhì)溶液；最外面是由漲或漏液

池

鋅筒制成的干電池外殼，作

為負(fù)極；電池頂部用蠟和火

漆封口

反響面積成

堿性倍增長(zhǎng).容

電解液由原來(lái)的中性變?yōu)殡x

#—量和放電時(shí)

子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極

鎰電間比一般鋅

由鋅片改為鋅粉

池一鎰電池增

加幾倍

用含錨5%?8%的鉛鋪合

金鑄成格板，在格板上分別

電壓穩(wěn)定，

填充PbC>2和Pb作正極和負(fù)用于汽車(chē)、

鉛蓄運(yùn)用便利，

極，二者交替排列而成.在摩托車(chē)等的

電池平安、牢靠，

電極之間充有密度為L(zhǎng)25動(dòng)力

可循環(huán)運(yùn)用

g,cm-3?1.28g-cm-3

蓄

的H2sO4溶液

鎮(zhèn)一用鎘(Cd)為電池的負(fù)極，廣泛用于

電

鎘可NiO(OH)為電池正極，堿性機(jī)、收錄機(jī)

充電溶液為電解液等

池

電池

用于人造地

銀一球衛(wèi)星，宇

用鋅為負(fù)極，氧化銀(Ag2。)體積小、質(zhì)

鋅蓄宙火箭、空

為正極量輕

電池間電視轉(zhuǎn)播

站等

能量轉(zhuǎn)化率

氫氧氫氣、氧氣、甲烷、煤氣、高、可持續(xù)

燃料空氣、氯氣等均可作為燃料運(yùn)用；燃燒

新電池電池的原料產(chǎn)物為水，

型不污染環(huán)境

燃代替汽油作

料為汽車(chē)的動(dòng)

鋁一用鋁為電池負(fù)極，以氯化鈉體積小，能

電力，用于收

空氣等鹽溶液為電解液，靠空氣量大，運(yùn)用

池音機(jī)、照明

燃料中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)便利，耗能

電源、野營(yíng)

電池生電流少