高中化學(xué)知識點(diǎn)規(guī)律大全幾種重要的金屬1金屬的物理性質(zhì)(1)狀態(tài)：在常溫下，除汞(Hg)外，其余金屬都是固體(2)顏色：大多數(shù)金屬呈銀白色，而金、銅、鉍具有特殊顏色金屬都是不透明的，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(3)密度：金屬的密度相差很大，常見金屬如鉀，鈉、鈣、鎂、鋁均為輕金屬(密度小于4.5 g·cm3)，密度最大的金屬是鉑，高達(dá)21.45 g·cm3(4)硬度：金屬的硬度差別很大，如鈉、鉀的硬度很小，可用小刀切割；最硬的金屬是鉻(5)熔點(diǎn)：金屬的熔點(diǎn)差別很大，如熔點(diǎn)最高的金屬為鎢，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(6)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(12Mg)鋁(13Al)在元素周期表中的位置第二周期A族第三周期A族單質(zhì)物理性質(zhì)顏色和狀態(tài)銀白色固體銀白色固體硬 度鎂(很軟)鋁(較硬)密 度g·cm3鎂(1.738)鋁(2.70)熔點(diǎn)鎂(645)鋁(660.4)沸點(diǎn)沸點(diǎn)(1 090)鋁(2 467)自然界存在形式均以化合態(tài)形式存在用 途用于制造合金用于制作導(dǎo)線、電纜；鋁箔用于食品、飲料的包裝；用于制造合金鎂與鋁元素的原子結(jié)構(gòu)及單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較元 素鎂(Mg)鋁(A1)原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)2個(gè)(較少)3個(gè)(較多)原子半徑r(Mg)r(A1)失電子能力、還原性及金屬性MgA1單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與O2的反應(yīng)常溫Mg、Al均能與空氣中的O2反應(yīng)，生成一層堅(jiān)固而致密的氧化物保護(hù)膜所以，金屬鎂和鋁都有抗腐蝕性能點(diǎn)燃 2Mg + O2(空氣) 2MgO4Al + 3O2(純) 2A12O3與S、X2等非金屬的反應(yīng) Mg + SMgS Mg + C12MgCl2 2Al + 3SA12S3 2Al + 3Cl22AlCl3與酸的反應(yīng)非氧化性酸例 Mg + 2H Mg2 +H2例 2A1 + 6H 2A13 +3 H2氧化性酸例 4Mg + 10HNO3(極稀)4Mg(NO3)2 + N2O+ 5H2O鋁在冷的濃HNO3、濃H2SO4中因發(fā)生鈍化而難溶與堿的反應(yīng)不反應(yīng)2A1 + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2與氧化物的反應(yīng) 2Mg + CO2 2MgO + C(金屬鎂能在CO2氣體中燃燒)2A1 + Fe2O3 2Fe + A12O3鋁熱反應(yīng)說明 鋁與比鋁不活潑的金屬氧化物(如CuO等)都可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)鋁的重要化合物氧化鋁(A12O3)氫氧化鋁A1(OH)3硫酸鋁鉀KAl(SO4)2物理性質(zhì)白色固體，熔點(diǎn)高，難溶于水不溶于水的白色膠狀固體；能凝聚水中的懸浮物，有吸附色素的性能硫酸鋁鉀晶體KAl(SO4)2·12H2O俗稱明礬明礬是無色晶體，易溶于水所屬類別兩性氧化物兩性氫氧化物復(fù)鹽(由兩種不同金屬離子和一種酸根離子組成)電離方程式在水中不能電離A13+3OH A1(OH)3AlO2+H+H2OKAl(SO4)2K+A13+2SO42化學(xué)性質(zhì)既能與酸反應(yīng)生成鋁鹽，又能與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽：Al2O3 + 6H2A13+ 3H2O ，Al2O3 + 2OH2 AlO2+ H2O既能溶于酸，又能溶于強(qiáng)堿中：A1(OH)3 + 3HA13+ 3H2O ，A1(OH)3 + OH2AlO2+ 2H2O受熱分解：2A1(OH)3 Al2O3 + 3H2O同時(shí)兼有K、A13、SO42三種離子的性質(zhì)水溶液因A1 3水解而顯酸性：A13+3H2OA1(OH)3 + 3H制 法2A1(OH)3 Al2O3 + 3H2O可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)：A13+ 3NH3·H2O A1(OH)3 + 3NH4用 途作冶煉鋁的原料用于制耐火坩堝、耐火管、耐高溫儀器制取氧化鋁作凈水劑合金(1)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)(2)合金的性質(zhì)：合金的硬度比它的各成分金屬的硬度大；合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低*硬水及其軟化(1)基本概念硬水和軟水：硬水：含有較多的Ca2和Mg2的水軟水：不含或只含少量Ca2和Mg2的水暫時(shí)硬度和永久硬度：暫時(shí)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暫時(shí)硬水和永久硬水：暫時(shí)硬水：含有暫時(shí)硬度的水永久硬水：含有永久硬度的水(2)硬水的軟化方法：煮沸法這種方法只適用于除去暫時(shí)硬度，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2OMgCO3 + H2OMg(OH)2+CO2離子交換法這種方法可同時(shí)除去暫時(shí)硬度和永久硬度藥劑軟化法常用的藥劑法有石灰純堿法和磷酸鈉法(3)天然水的硬度：天然水同時(shí)有暫時(shí)硬度和永久硬度，一般所說的硬度是指兩種硬度之和(4)硬水的危害：長期飲用硬度過高或過低的水，均不利于身體健康用硬水洗滌衣物，浪費(fèi)肥皂，也不易洗凈鍋爐用水硬度過高，易形成鍋垢注：鍋垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2，不僅浪費(fèi)燃料，還會引起爆炸事故3鐵和鐵的化合物鐵(1)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(2)鐵元素的原子結(jié)構(gòu)：鐵的原子序數(shù)為26，位于元素周期表第四周期族，屬過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(3)鐵的化學(xué)性質(zhì)：與非金屬反應(yīng)：3Fe + 2O2Fe3O42Fe + 3C122FeCl3說明 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 + SFeS說明 鐵跟氯氣、硫反應(yīng)時(shí)，分別生成+2價(jià)和+3價(jià)的鐵，說明氧化性：氯氣硫與水反應(yīng)：a在常溫下，在水和空氣中的O2、CO2等的共同作用下，F(xiàn)e易被腐蝕(鐵生銹)b在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2與酸反應(yīng)：a與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應(yīng)例如： Fe + 2H Fe2 + H2b鐵遇到冷的濃H2SO4、濃HNO3時(shí)，產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，因此金屬鐵難溶于冷的濃H2SO4或濃HNO3中與比鐵的活動性弱的金屬的鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)例如： Fe + Cu2 Fe2 + Cu歸納：鐵的化學(xué)性質(zhì)及在反應(yīng)后的生成物中顯+2價(jià)或+3價(jià)的規(guī)律如下；鐵的氧化物的比較鐵的氧化物氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵俗 稱鐵紅磁性氧化鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4鐵的價(jià)態(tài)+2價(jià)+3價(jià)+2價(jià)和+3價(jià)顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性都不溶于水化學(xué)性質(zhì)在空氣中加熱時(shí)，被迅速氧化；6FeO + O2 2Fe3O4與鹽酸等反應(yīng)：FeO + 2HFe2+ H2O與鹽酸等反應(yīng)：Fe2O3 + 6H2Fe3+ 3H2O在高溫時(shí)，被CO、C、A1等還原：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2兼有FeO和Fe2O3的性質(zhì)，如Fe3O4 + 8H2Fe3+ Fe2+ 4H2O氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的比較Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)在水中為白色絮狀沉淀在水中為紅褐色絮狀沉淀水溶性難溶于水難溶于水制 法可溶性亞鐵鹽與強(qiáng)堿溶液或氨水反應(yīng)：注：制取時(shí)，為防止F e2被氧化，應(yīng)將裝有NaOH溶液的滴管插入FeSO4溶液的液面下可溶性鐵鹽與強(qiáng)堿溶液、氨水反應(yīng)：化學(xué)性質(zhì)極易被氧化：沉淀顏色變化：白色灰綠色紅褐色與非氧化性酸如鹽酸等中和：受熱分解；固體顏色變化：紅褐色紅棕色與酸發(fā)生中和反應(yīng)：Fe3和Fe2的相互轉(zhuǎn)化例如：2Fe3 + Fe 3Fe2應(yīng)用：除去亞鐵鹽(含F(xiàn)e2)溶液中混有的Fe3；亞鐵鹽很容易被空氣中的O2氧化成鐵鹽，為防止氧化，可向亞鐵鹽溶液中加入一定量的鐵屑例如：2Fe2+ Cl22Fe3+ 2Cl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Fe2 Fe3Fe2、Fe3的檢驗(yàn)(1)Fe2的檢驗(yàn)方法：含有Fe2的溶液呈淺綠色；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，最后變?yōu)榧t褐色，說明含F(xiàn)e2向待檢液中先滴加KSCN溶液，無變化，再滴加新制的氯水，溶液顯紅色，說明含F(xiàn)e2有關(guān)的離子方程式為：2Fe2 + Cl2 2Fe3 + 2Cl Fe3 + 3SCN Fe(SCN)3(2)Fe3的檢驗(yàn)方法：含有Fe3的溶液呈黃色；向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明含F(xiàn)e3向待檢液中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明含F(xiàn)e3進(jìn)行鐵及其化合物的計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：(1)鐵元素有變價(jià)特點(diǎn)，要正確判斷產(chǎn)物；(2)鐵及其化合物可能參加多個(gè)反應(yīng)，要正確選擇反應(yīng)物及反應(yīng)的化學(xué)方程式；(3)反應(yīng)中生成的鐵化合物又可能與過量的鐵反應(yīng)，因此要仔細(xì)分析鐵及其化合物在反應(yīng)中是過量、適量，還是不足量；(4)當(dāng)根據(jù)化學(xué)方程式或離子方程式計(jì)算時(shí)，找出已知量與未知量的關(guān)系，列出方程式或方程式組；(5)經(jīng)常用到差量法、守恒法4金屬的冶煉金屬的冶煉(1)從礦石中提取金屬的一般步驟有三步：礦石的富集除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量；冶煉利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑將金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)；精煉采用一定的方法，提煉純金屬(2)冶煉金屬的實(shí)質(zhì)：用還原的方法，使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子(3)金屬冶煉的一般方法：加熱法適用于冶煉在金屬活動順序表中，位于氫之后的金屬(如Hg、Ag等)例如：2HgO2Hg + O2 HgS + O2Hg + SO22Ag2O4Ag + O2 2AgNO32Ag + 2NO2+ O2熱還原法適用于冶煉金屬活動順序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活潑的金屬常用的還原劑有C、CO、H2、Al等例如：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2(煉鐵) ZnO + CZn + CO(伴生CO2)WO3 + 3H2W + 3H2O Cr2O3 + 2Al2Cr + A12O3(制高熔點(diǎn)的金屬)熔融電解法適用于冶煉活動性強(qiáng)的金屬如K、Ca、Na、Mg、A1等活潑的金屬，通過電解其熔融鹽或氧化物的方法來制得例如：2A12O3 4Al + 3O2 2NaCl 2Na + C12濕法冶金(又叫水法冶金)利用在溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(如置換、氧化還原、中和、水解等)，對原料中的金屬進(jìn)行提取和分離的冶金過程濕法冶金可用于提取Zn、U(鈾)及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發(fā)利用，礦產(chǎn)資源將會日漸減少金屬制品在使用過程中會被腐蝕或損壞，同時(shí)由于生產(chǎn)的發(fā)展，新的產(chǎn)品要不斷替代舊的產(chǎn)品，因而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，會污染環(huán)境要解決以上兩個(gè)問題，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，既減少了垃圾量，防止污染環(huán)境，又緩解了資源短缺的矛盾回收的廢舊金屬，大部分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Al2O3、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，混合均勻，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，不會因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂另外，在金屬表面涂一層氣密性好、熔點(diǎn)高、傳熱性很差的陶瓷涂層，能夠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)電流通過金屬(或合金)時(shí)，金屬會發(fā)熱，這是由于金屬內(nèi)部存在電阻，它阻礙電流通過用金屬導(dǎo)線輸送電流時(shí)，由于有電阻存在，會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)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汞冷卻到低于4.2 K時(shí)，電阻突然消失，導(dǎo)電性幾乎是無限大的，當(dāng)外加磁場接近固態(tài)汞隨之又撤去后，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流會在金屬汞內(nèi)部長久地流動而不會衰減，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)體電阻突然消失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)體中通過時(shí)沒有任何損失 超導(dǎo)材料大致分為純金屬、合金和化合物三類具有最高臨界溫度的純金屬是鑭，Tc12.5 K合金型目前主要有鈮鈦合金，Tc9.5 K化合物型主要有鈮三錫(Nb3Sn)，Tc18.3K；釩三鎵(V3Ga)，Tc16.5 K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)儲能器、超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)磁懸浮列車等用超導(dǎo)材料制成的裝置，具有體積小、使用性能高、成本低等優(yōu)點(diǎn)5原電池的原理及其應(yīng)用原電池(1)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(2)構(gòu)成原電池的條件：有相互連接或，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)體或石墨兩個(gè)電極要同時(shí)與電解質(zhì)溶液相接觸并形成回路作負(fù)極的較活潑金屬能與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而較不活潑的金屬不能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)(3)原電池原理：較活潑金屬：作負(fù)極電子流出發(fā)生氧化反應(yīng)(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)生還原反應(yīng)(溶液中的陽離子得電子后析出)電流方向：正極導(dǎo)線負(fù)極(4)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(1)實(shí)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；安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響較小(2)幾種常見的電池和新型電池：構(gòu) 造性 能主要用途干電池鋅錳干電池插在電池中央的石墨作正極，頂端有一銅帽；在石墨棒的周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維作隔膜；隔膜外是調(diào)成糊狀的氯化銨，作為電解質(zhì)溶液；最外面是由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電量小，在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液手電筒中用作照明堿性鋅錳電池電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極由鋅片改為鋅粉反應(yīng)面積成倍增長容量和放電時(shí)間比普通鋅錳電池增加幾倍蓄電池鉛蓄電池用含銻58的鉛銻合金鑄成格板，在格板上分別填充PbO2和Pb作正極和負(fù)極，二者交替排列而成在電極之間充有密度為1.25 g·cm3 1.28 g·cm3的H2SO4溶液電壓穩(wěn)定，使用方便，安全、可靠，可循環(huán)使用用于汽車、摩托車等的動力鎳鎘可充電電池用鎘(Cd)為電池的負(fù)極，NiO(OH)為電池正極，堿性溶液為電解液廣泛用于電話機(jī)、收錄機(jī)等銀鋅蓄電池用鋅為負(fù)極，氧化銀(Ag2O)為正極體積小、質(zhì)量輕用于人造地球衛(wèi)星，宇宙火箭、空間電視轉(zhuǎn)播站等新型燃料電池氫氧燃料電池氫氣、氧氣、甲烷、煤氣、空氣、氯氣等均可作為燃料電池的原料能量轉(zhuǎn)化率高、可持續(xù)使用；燃燒產(chǎn)物為水，不污染環(huán)境鋁空氣燃料電池用鋁為電池負(fù)極，以氯化鈉等鹽溶液為電解液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流體積小，能量大，使用方便，耗能少代替汽油作為汽車的動力，用于收音機(jī)、照明電源、野營炊具、野外作業(yè)工具等鋰電池用密度最小的金屬鋰作電池的負(fù)極質(zhì)量輕、工作效率高、貯存壽命長用于電腦、照相機(jī)、手表、心臟起搏器，以及作為火箭、導(dǎo)彈等的動力 金屬的電化學(xué)腐蝕(1)金屬腐蝕的概念：金屬腐蝕是指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程(2)金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變成陽離子的過程也就是說，金屬在腐蝕過程中，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)(3)兩種金屬腐蝕的比較：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生原因金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸特 點(diǎn)無電流產(chǎn)生為原子之間的氧化還原反應(yīng)形成無數(shù)微小的原電池，有微弱電流產(chǎn)生為原子與離子之間的氧化還原反應(yīng)結(jié) 果金屬失去電子被氧化而腐蝕較活潑金屬失去電子被氧化而腐蝕舉 例鐵跟氯氣直接反應(yīng)而腐蝕；鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：負(fù)極(Fe)：2Fe4e2Fe2正極(C)：2H2O + O2 + 4e4OH說 明在化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕中，電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因 (4)金屬的防護(hù)方法：選用不同的金屬或非金屬制成合金(如不銹鋼)采用噴漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離電化學(xué)保護(hù)法