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（3）金属及其化合物—高考化学一轮复习大单元知识清单
一、钠及其化合物
1. 钠的物理性质
银白色，有金属光泽；ρ(水) > ρ(钠) > ρ(煤油) < 100 ℃；质地柔软，可以用小刀切割。
钠与氧气的反应
4Na+O2===2Na2O(白色固体) 2Na+O2Na2O2(淡黄色固体)
钠与水的反应
现象 原因
浮 钠浮在水面上 钠的密度比水小
熔 熔成闪亮的小球 钠的熔点低且反应放热
游 钠在水面上迅速游动 反应产生气体推动钠游动
响 发出“嘶嘶”声响 钠与水反应剧烈
红 溶液变红 反应生成碱性物质
钠与酸溶液反应
与盐溶液反应
氧化钠的性质：氧化钠属于碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性。
(1)与水反应：Na2O＋H2O=2NaOH；
(2)与酸性氧化物(如CO2)反应：Na2O＋CO2 = Na2CO3；
(3)与酸(如HCl)反应：Na2O＋2HCl = 2NaCl＋H2O。
过氧化钠的性质
(1)与H2O反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
(2)与CO2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
钠露置在空气中的变化
碳酸钠和碳酸氢钠物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱 小苏打
色态 白色粉末 细小白色晶体
溶解性 水中易溶 水中易溶，但比Na2CO3溶解度小
Na2CO3、NaHCO3与酸、碱的反应
(1)与酸(足量盐酸)反应
①Na2CO3：Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑。
②NaHCO3：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(2)与碱(氢氧化钠)反应(写出相应的化学方程式)
①Na2CO3与NaOH不反应。
②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
碳酸钠很稳定，受热不易发生分解；碳酸氢钠不稳定，受热容易分解，化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
焰色反应
Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
碱金属元素的相似性、递变性、特殊性
（1）相似性和递变性
相似性 递变性
原子结构 最外层均为1个电子 电子层逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为+1 金属性逐渐增强
单质性质 物理性质 （除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐降低
化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂；均能与水反应，反应越来越剧烈
特殊性
①试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
②Li与O2反应与钠不同，只生成Li2O，不生成Li2O2。
二、镁及其化合物
1. 物理性质：银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点低，有良好的导电性、导热性和延展性。
2.镁及其重要化合物的化学性质及用途
物质 主要性质 反应方程式 用途
镁 与O2、N2反应 制造信号弹和焰火，镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件
与CO2反应
与非氧化性强酸反应
与沸水反应
氧化镁 碱性氧化物 耐高温材料
氢氧化镁 中强酸 阻燃剂
难溶于水
溶解度小于碳酸镁
3.从海水中提取镁
基本步骤及主要反应
制熟石灰 ， CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发结晶 析出MgCl2·6H2O
脱水 在_氯化氢_气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解 电解熔融氯化镁制得镁：
三、铝及其化合物
1. 铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。
2. 铝的物理性质
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 金属性质
银白色，金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好的导电性、导热性、延展性
氧化铝的物理性质
颜色 状态 硬度 溶解性 熔点
白色 固体 很大 难溶于水 2050℃
化学性质
①Al与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。4Al＋3O2＝2Al2O3。
②Al、Al2O3与酸反应
将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，有关反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑。
③Al、Al2O3与强碱的反应
将一铝片放入NaOH溶液中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，化学方程式为Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。
【总结】既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生盐和水成的氧化物叫做两性氧化物，如Al2O3。
氢氧化铝
（1）物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质
Al(OH)3的电离方程式为:(酸式电离）、（碱式电离）
写出下列反应的离子方程式或化学方程式：
a.与盐酸反应：。
b.与NaOH溶液反应：。
c.加热分解：。
（3）Al(OH)3的制备
a.向铝盐中加入氨水：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]溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]-＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
（4）用途：可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料。
6. 常见的铝盐
（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）化学式为KAl(SO4)2_。
（3）电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。
（4）应用：净水；净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al(OH)3胶体Al(OH)3(胶体)＋3H+。
（5）向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀完全，其离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋[Al(OH)4]-。
7. 常见的铝合金
(1)铝合金中，常会有的合金元素： Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。
(2)硬铝中含有的合金元素： Cu、Mg、Mn、Si。
(3)铝合金的性质及用途：铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点。主要用于建筑业、容器制造、交通运输及电子行业。
8. 从铝土矿中提取氧化铝的方法
（1）酸溶法
（2）碱溶法
四、铁及其化合物
1. 物理性质
化学性质
铁的冶炼
①还原剂的生成：C+O2CO2，CO2+C2CO;
②铁的还原：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
③造渣反应：CaCO3CaO+CO2↑，CaO+SiO2CaSiO3。
铁的氧化物
①物理性质
化学式 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
铁的价态 +2价 +3价 +2价，+3价
②化学性质
稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式： FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O。
【注意】FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。
铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 白色固体 . 红褐色固体 .
溶解性 难溶于水 难溶于水
与盐酸 反应 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O .
制法 可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
两者的 关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
【注意】Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备
实验操作 实验现象 结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生 Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
【拓展】实验室制备Fe(OH)2装置的改进
（1）防止Fe(OH)2氧化的方法
①将配制溶液的蒸馏水煮沸，除去其中的氧气。
②将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
③在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
④在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
（2）实验装置的改进
铁盐和亚铁盐的性质
（1）Fe3＋和Fe2＋的检验
①直接观察颜色：
②利用氢氧化物沉淀的颜色：
③利用显色反应：
④利用Fe2＋的还原性：
（2）Fe3＋和Fe2＋的相互转化
①Fe2＋→Fe3＋
氧化剂(较强)：①Cl2、Br2；②O2(H＋)；③H2O2；④HNO3；⑤MnO4－；⑥ClO－等。
②Fe3＋→Fe2＋
还原剂：①Fe；②Cu；③Al(适量)；④Zn(适量)。
（3）除杂
主要物质 少量杂质 除杂方法
Fe2+ Fe3+ 加过量铁屑后过滤
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
Fe2+ Cu2+ 加过量铁屑后过滤
Fe Al 加过量强碱溶液后过滤
Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液后过滤
五、铜及其重要化合物
1. 铜的性质：铜是硬度较小的紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性，广泛应用于电器和电子工业中。
反应物 化学方程式
非金属 O2 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cl2
S
氧化性酸 浓硫酸
浓硝酸
稀硝酸
盐 AgNO3、FeCl3 、
2.氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应 (H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O　　 Cu2O＋H22Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑
氢氧化铜
①物理性质：蓝色不溶于水的固体。
②化学性质及应用
CuSO4 5H2O
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可用于水的检验。
六、金属材料与金属矿物的开发利用
1.合金
2.常见的金属材料
①钢铁
②铝合金
③铜合金
3.金属矿物的开发利用
①金属冶炼的一般步骤
②金属冶炼的实质：金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。
即Mn＋＋ne－===M。
③金属冶炼方法

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