高中化学知识点总结：金属元素及其化合物
（一）金属元素概述
1．金属元素在周期表中的位置及原予结构特征
（ 1）金属元素分布在周期表的左下方，目前已知的
112 种元素共有 90 种金属元素。
（ 2）金属元素最外层电子数一般小于 4 个。（ Ge、 Sn、 Pb 4 个 Sb、 Bi 5 个， Po 6 个）原
子半径较同周期非金属原子半径大。
（ 3）金属元素形成的金属单质固态时全是金属晶体。 2．金属的分类
（ 1）冶金工业上黑色金属： Fe、 Cr、 Mn（其主要氧化物呈黑色） 。有色金属：除
Cr、 Mn以外的所有金属。
（ 2）按密度分
轻金属： ρ ＜ 4.5g ·cm–3（如 Na、 Mg、 A1） 重金属： ρ ＞ 4.5g ·cm–3（如 Fe、 Cu、 W）
（ 3）按存在丰度分常见金属：如 Fe(4.75 ％) 、 Al(7.73 ％ ) 、Ca(3.45 ％) 等稀有金属：如锆、铪、铌等。 3．金属的物理性质
（ 1）状态：通常情况下，除汞外其他金属都是固态。 （ 2）金属光泽：多数金属具有金属光泽。
（ 3）易导电一导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。 （ 4）延展性：可压成薄片，也可抽成细丝。
（ 5）熔点及硬度：由金属晶体中金属离子和自由电子的作用强弱决定。最高的是钨 （ 3413℃ ），最低的是汞（ –39℃ ）。 4．金属的化学性质
（ 1）与非金属单质作用 （ 2）与 H2O作用 （ 3）与酸作用
（ 4）与碱作用（仅 Al 、Zn 可以） （ 5）与盐的作用 （ 6）与某些氧化物作用 5．金属的冶炼
（ 1）热分解法（适用于不活泼金属）
2HgO=2Hg+O↑ 2Ag 2O=4Ag+O2↑
（ 2）热还原法（常用还原剂 CO、H2、 C活泼金属等）
Fe 2O3+3CO=2Fe+3COCr 2O3+2Al=2Cr+A1 2O3 （ 3）电解法（适用于非常活泼的金属）
2A12O3=4Al+3O2↑ 2NaCl=2Na+Cl
2
↑
（二）碱金属元素 1．钠及其化合物
（ 1）钠的物理性质
钠是一种柔软、银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小，比煤油大，熔点较低。
（ 2）钠的化学性质 ① 与非金属反应
高中化学知识点总结 第1页共 Fe、
5页
2Na + Cl 2 2Na + O 2 ② 与水反应
2NaCl
Na2O2（黄色火焰）
4Na+O2=2Na2O（空气中，钠的切面变暗） 2Na+2HO=2NaOH+H↑
现象及解释：浮在水面上 —— 密度比水小；熔化成小球 —— 钠的熔点低，反应放热；四处游动 —— 生成气体；酚酞变红 —— 生成碱。
③ 与酸反应
2Na+2H=2Na +H2↑ 钠不足，直接与酸反应；钠过量，先与酸反应再与水反应。 ④ 与盐溶液反应
钠与盐溶液反应，先考虑
Na 与水反应生成 NaOH，再考虑 NaOH是否与盐反应。
) ）。
+
+
a．投入 NaCl 溶液中，只有 H2 放出。 2Na+2HO=2NaOH+H↑
b．投入饱和 NaCl 溶液中，有 H2 放出，还有 NaCl 晶体析出（温度不变 c．投入 NH4Cl 溶液中，有 H2 和 NH3 逸出。
2Na+2NHCl=2NaCl+2NH3↑+H2↑
d．投入 CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+HO+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ （ 3）钠的保存及用途：
① 保存：钠的化学性质非常活泼，易与空气中的 ② 用途：
a．工业上用于冶炼金属：
4Na+TiCl 4=Ti+4NaCl
b． Na— K 合金（液态）用作原子反应堆的导热剂 c．制造高压钠灯，作为电光源。 2．碱金属元素
（ 1）周期表中的位置：第 IA 族（ Li 、 Na、 K、 Rb、 Cs） （ 2）原子结构特点：最外层电子数均为1。 （ 3）主要性质：
① 原子半径为同周期最大，易失电子。强还原剂且从 ② 取高价氧化物的水化物呈强碱性，从
（三）镁、铝、铁及其化合物
1．镁、 铝在元素周期表中位置及原子结构镁
(Mg) ：位于周期表第 3 周期第 IIA 原子结构铝
(Al) ：位于周期表第 3 周期第 IIIA ，原子结构 Mg、Al 均为活泼金属，在化学反应中都易失 电子，其性质有相似之处，但由于原子结构不同性质上也有差异。 2．镁、铝的物理性质
① 相同点：密度较小，熔点较低、硬度较小、均为银白色。
② 不同点：铅的硬度比镁稍大，熔沸点比镁高，这是由于镁、铅的金属键的强弱不同。 3．镁、铝的化学性质比较：
O2、 H2O等反应，保存在煤油中。
Li →Cs 金属性增强。
Li →Cs 碱性增强。
Mg
常温下被 O2 氧化，形成致密氧化膜、因而
具有一定抗腐蚀性
空气中点燃，发出耀眼的白光
2Mg + O 2MgO
Al
暴露在空气中（与 O2
反应） 燃烧
很快与 O2 反应，形成致密氧化膜，抗腐蚀
镁强
在纯氧中或高温下可燃烧
4Al + 3O 2Al O
2
2 3
2
与某些氧化物反应
2Mg +CO2
2MgO + C
4Al+3MnO2 2Al+Fe 2O3
第2页共
2Al 2O3+3Mn Al 2O3+2Fe
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与 HO反应
2
Mg+2HOMg(OH) ↓+H ↑
2
与沸水只有微弱反应
2
与非金属反应 与非氧化性酸反应
3Mg + N 2 Mg3N2 Mg + 2HCl = MgCl + H ↑
2
2
2Al+ 3Cl 2 2AlCl 3 2Al + 6HCl = 2AlCl +3H ↑
3 2
与氧化性酸反应
能反应，无 H 2 生成
4 ．氧化铝和氢氧化铝
A1 O 和 Al(OH) 是典型的两性化合物， 既能与强酸反应。 也能与强碱反应生成盐和 H O。
2 3
+
3
–
2
Al 2O3+6H =2A1 +3H2O
+
3+
3+
–
A1 2O3 +2OH=2A1O
– –
3+H2O
Al(OH) 3 +3H=A1 +3H2O Al(OH)
5．生成 Al(OH) 3 沉淀量的图像分析
+OH =A1O2 +2H2O
（1）向 AlCl 3 溶液中滴加 NaOH溶液直至过量。图 （2）向 AlCl 3 溶液中滴加氨水至过量。图
1 所示。
2 所示。
（3）向 NaOH溶液中滴加 AlCl 3 溶液直至过量。图 3 所示。 （4）向 NaAlO 溶液中滴加盐酸直至过量。图 4 所示。
2
（ 5）向盐酸中滴入 NaAlO2 溶液直至过量。图 5 所示。 （ 6）向 NaAlO2 溶液中通人 CO2 直至过量。图 6 所示。
6．铁及其化合物
（ 1）铁在周期表中的位置及原子结构
铁位于第四周期第 Ⅷ 族，是过渡金属元素的代表， 其原子结构示意图：
铁元素是一种变价元素，通常显示
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+2 价、 +3 价，其化合物及其水溶液往
第3页共
5页
往带有颜色。
（ 2）铁的性质 ① 与非金属反应
2Fe+3Cl 2=2FeCl 3（棕黄色的烟） 3Fe+2O=Fe3O4 Fe+S=FeS Fe+I =FeI
2
2
注：铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物
② 与酸反应
+
2+2
a．非氧化性酸． Fe+2H =Fe +H↑
b．氧化性酸：常温下遇浓 H2SO4、浓 HNO3会发生钝化，而加热时会剧烈反应。 ③ 与水反应： 3Fe+4H2O(气)=Fe 3O4+4H2
（ 3）铁的存在铁在自然界中分布较广。在地壳中含量约占
④ 与某些盐熔液反应： Fe+Cu2+=Fe2++Cu， Fe+2Fe3+=3Fe2+
壳中的铁均以化合态存在，游离态的铁只能在陨石中得到。铁矿石的种类较多，重要有：赤 铁矿（ Fe2O3）、磁铁矿（ Fe3O4 ），褐铁矿（ 2Fe2O3·3H2O）和菱铁矿（ FeCO）。
3
5％，仅次于铝。分布在地
（ 4）铁的氧化物和氢氧化物 ① 铁的氧化物
FeO
俗称 色、态 化合价 水溶性 稳定性
Fe2O3 铁红 红棕色粉末
+3
均难溶于水
稳定
Fe3 O4 磁性氧化铁 黑色晶体
——
黑色粉末
+2
+2、 +3
不稳定 6FeO+O=2Fe O
2
3 4
FeO+2H=Fe +HO
稳定
+
Fe O+8H =
2 3
Fe O+6H =
3 4
与酸反应
+
2+
2Fe3++3H2O
2
Fe2++2Fe3+ + 4H2O
+
与 CO的反应
Fex Oy +yCO=xFe+yCO2
Fe(OH) 3 的分解 2Fe(OH) 3
制取
高温熔融，过量的铁与氧气反应
2Fe+O
2FeO
铁在氧气中燃烧 3Fe+2O
Fe2O3+3H2O
Fe3O4
② 铁的氢氧化物
Fe(OH) 2
物性
白色，难溶于水的固体
Fe(OH)3
红褐色，难溶于水的固体
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（ 1）与非氧化性强酸反应 （ 2）与氧化性酸反应
+3+
2
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2HO
（ 1）与酸反应
3
化性
3Fe(OH)2 +10HNO3=3Fe(NO) 3
+NO↑ +8H2O
Fe(OH) +3H=Fe +3H O
（ 2）受热分解
（ 3）空气中放置被氧化
4Fe(OH) +2HO+O=4Fe(OH)
2
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
3
2
①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气②煮沸
NaOH溶液，赶走
溶解的氧气③配制 FeSO 溶液，加少量的还原铁粉④用长
将 NaOH溶液滴入 Fe (SO )
2
4 3
制备
滴管将 NaOH溶液送入 FeSO溶液液面以下
2+
-
4
4
3+
溶液中
-
Fe +3OH=Fe(OH)3↓
Fe +2OH=Fe(OH) 2↓
（ 5） Fe2+和 Fe3+的性质
①Fe2+具有氧化性，主要表现还原性
4Fe +O +4H =4Fe +2H O（ Fe 被氧化）
2+ 3+
2
+ 3+
2
2+
–
2–
2–
3+
2–
2+
②Fe 具有较强的氧化性，
2Fe3+ +2I – =2Fe2++I 2
3+
与 S 、I 、SO3
等能发生氧化还原反应
–
2Fe +S =2Fe +S↓
③Fe 是典型的弱碱阳离子，与
2Fe+3CO2–+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
④Fe3+遇苯酚溶液呈紫色；可用于检验 量相应的酸溶液以防止
HCO3 、 AlO2 。 等 在 溶 液 中 发 生 双 水 解 反 应
–
Fe3+
⑤ 亚铁盐、铁盐的存放方法：亚铁盐溶液
—— 加入少量铁屑以防止 Fe2+ 被氧化，滴入少
Fe3+水解。
Fe2+水解。铁盐溶液 —— 加入少量相应的酸溶液以防止
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