高中化学重要的金属复习

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高中化学58个考点精讲
5、碱金属元素
1． 复习重点
碱金属元素的原子结构及物理性质比较,碱金属的化学性质,焰色反应实验的操作步骤；
原子的核外电子排布碱金属元素相似性递变性
2．难点聚焦

（1）碱金属元素单质的化学性质：
1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性,决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性,碱金属都是强还原剂,性质活泼.具体表现在都能与 、 、水、稀酸溶液反应,生成含 （ 为碱金属）的离子化合物；他们的氧化物对应水化物均是强碱；
2）递变性：随着原子序数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,失电子渐易,还原性渐强,又决定了他们在性质上的递变性.具体表现为：①与 反应越来越剧烈,产物越来越复杂,②与 反应越来越剧烈,③随着核电荷数的增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强： ；
（2）实验是如何保存锂、钠、钾：均是活泼的金属,极易氧化变质甚至引起燃烧,它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气,是易燃易爆物质,存放它们要保证不与空气、水分接触；又因为它们的密度小,所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中,而将钠、钾保存在煤油中；
（3）碱金属的制取：金属 和 主要是用电解熔融氯化物的方法制取；金属 因为易溶于盐不易分离,且电解时有副反应发生,故一般采用热还原法用 从熔融 中把 置换出来（不是普通的置换,而是采用置换加抽取的方法,属于反应平衡）；铷和铯一般也采用活泼金属还原法制取.
（4）．焰色反应操作的注意事项有哪些?
(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察．
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化．用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝．但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生．
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质．
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰．
36、镁和铝
1．复习重点
1．镁和铝单质的化学性质；
2.镁和铝的重要化合物的化学性质.
3．重点是Al2O3、Al(OH)3的两性.
2．难点聚焦
一、金属的通性
项目 内容
周期表中的分布 位于从硼到砹的左下方,在已知的109种元素中有87种是金属元素
原子结构的特征（最外层电子） 最外层电子数一般少于4个（ⅣA～ⅥA的某些金属元素有4～5个,但核外电子层数较多,原子半径较大）
组成微粒
及通常状态 金属离子和自由电子
通常情况下都是金属晶体,只有汞在常温下呈液态
分类 冶金工业 黑色金属：铁、铬、锰
有色金属：除铁、铬、锰以外的金属
密度 轻金属：密度小于4.5g/cm3
重金属：密度大于4.5g/cm3
从与人的接触分 常见金属：如铁、铜、铝等
稀有金属：如锆、铪、铌等
物理性质（通性） 有金属光泽、不透明,热和电的良导体,有良好的延性和展性
1．金属的晶体结构：
金属具有一些共同性质,是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的.金属的价电子较少,容易失去价电子变成金属离子,这些释出的价电子,不在属于那个或那几个指定的金属离子,而是整体金属的“集体财富”.它们在整个晶体内自由移动,人称“自由电子”.有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”.换言之,是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用,使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体.
但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分.一般来说,价电子数越多,原子半径越小,“作用”愈强,其熔沸点相对较高,密度、硬度也相对较大.
例如：同一主族金属元素的原子,价电子数目相同,从上到下随原子序数的递增,电子层数增多,原子半径增大,金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱,因此,它们的熔点逐渐降低,硬度逐渐减小.如：碱金属熔点钠比钾高,硬度钠比钾大.
同一周期金属元素的原子的电子层数相同,从左到右随原子序数的递增,价电子数增多,原子半径减小,金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强.因此它们的熔点逐渐升高,硬度逐渐增大.如：按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高,硬度逐渐增大.
2.金属的物理特性及解释
（1）金属都是电的良导体,通常情况下,自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的热运动,当金属的两端存在电势差的时候,在电场力的作用下,这些自由电子便作定向的移动,酷似人的定向移动就形成“人流”一样,电子的定向移动也便成了电流.
（2）在金属晶体内,自由电子运动时与金属离子相碰撞,引起两者的能量交换,致使整块金属达到了同样的温度,这是金属导热的原因.
大多数金属有良好的导电性和导热性,是由于这两种性质都与自由电子有关,所以善于导电的金属也善于导热.常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：
Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg.
（3）金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动,但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在,也就金属虽发生变形而不致破碎.
金属的延性,是指金属可以抽成丝.例如：最细的白金丝直径不过1/5000mm；金属又有展性,指的是可以压成薄片,最薄的金箔,只有1/10000mm厚.延展性最好的金属是金.但也有少数金属,如锑、铋、锰等,性质较脆,没有延展性.
3.金属晶体与其它常见晶体的比较
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
实例 NaCl晶体 金刚石 干冰 镁
构成晶体的微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属离子、自由电子
微粒间的相互作用 离子键 共价键 范得华力 金属键
物理性质 硬度 较大 很大 很小 较小
熔沸点 较高 很高 低、很低 多数较高
导电性 晶体不导电（熔化时或水溶液中导电） 一般为非导体 非导体（有的水溶液能导电） 良导体
4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色?
由于金属原子以最紧密状态堆积排列,内部存在自由电子,所以当光线投射到它的表面时,自由电子可以吸收所有频率的光,然后很快放出各种频率的光,这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽.而金显黄色,铜显赤红色,铋为淡红色,铯为淡黄色,铅为灰蓝色,是由于它们较易吸收某些频率的光.
在粉末状态时,金属的晶面取向杂乱,晶格排列的不规则,吸收可见光后辐射不出去,所以为黑色.
二、镁和铝的性质
金属
项目 镁（Mg） 铝（Al）
原子结构
原子半径 1.60×10－10m 1.43×10－10m
化合价 +2 +3
晶体结构 金属晶体 金属晶体
单质 物理
性质 镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属,但镁和铝相比较,铝的硬度比镁的稍大,熔点和沸点都是铝比镁的高
活泼性 较活泼：Mg－2e=Mg2+ 较活泼：Al－3e=Al3+
抗腐
蚀性 在空气中都能跟氧气反应,表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜,都具有搞腐蚀性能
与O2反应 点燃
2Mg+O2 = 2MgO △
4Al+3O2 = 2Al2O3
与酸
反应 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 2Al+6H+=Al3++3H2↑
与碱
反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
与氧化物反应 点燃
2Mg+CO2 = 2MgO+C △
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
结论 镁、铝均为较活泼的金属,但镁的金属性强于铝
解释
核电荷数镁小于铝,而原子半径镁大于铝,故核对最外层的电子引力镁小于铝,即Al比Mg难失电子,金属性弱于Mg
主要
用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等
1．我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性；从结构上不同的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变.
镁和铝都是较活泼的金属.在一定条件下,它们都可以和水反应,置换出水中的氢.镁跟冷水便缓慢地反应,加热时反应更为显著.铝和沸水也能微弱的反应,但现象不明显.这一方面是因为镁的金属活动性较铝相对较强,另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都难溶于水,但Mg(OH)2较Al(OH)3的溶解性相对较大,所以与水反应时生成的Mg(OH)2在镁条表面的覆盖要小,尤其是在加热的条件下（加热时水中的氢离子浓度也相对较大）.但在像在NaOH溶液的强碱性条件下,情况就不一样了.在强碱溶液中,Mg(OH)2的溶解度大为减小,水中的氢离子浓度也减小了,事实证明,镁和强碱溶液不反应,而铝则不然,由于Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,它可溶于强碱溶液.即：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
由上分析可知：铝是一种较活泼的金属,它并不能直接与碱反应,而是先与水反应,2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑……①
生成的Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,它溶于强碱 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……②
将两反应按①+②×2合并,即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
所以在上述反应中铝是还原剂,而氧化剂是H2O,不是NaOH.
2.铝热剂、铝热反应
某些金属氧化物粉末,与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应,叫铝热反应.
能作铝热剂的不只是Fe2O3,还可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等与Al粉形成铝热剂,铝热反应较多的应用于生产上,如：焊接钢轨,熔炼难熔金属V、Cr等.
3.镁、铝在自然界中均以化合态存在,铝是地壳里存在最多的金属元素.工业上用电解熔融的MgCl2制取Mg,用电解熔融的Al2O3制取Al.

你是全国卷还是地方卷啊~?