高中化学必修1金属及其氧化物知识点汇总

2021年1月27日发(作者：师试)


一、金属

Na
物理性质



钠单质很软，可以用小刀切割。
切开外皮后，
可以看到钠具有银白色的金属 光泽，
很快
就会被氧化失去



光泽。
钠是热和 电的良导体，
钾钠合金
（液态）
是原子堆导热剂。
钠的密度是
0.9 7g/cm3
，
比水的密度小，比煤油密度大，钠的熔点是
97.81
℃，沸 点是
882.9
℃。钠单质还具有良好
的延展性硬度低。



钠原子的最外层只有
1
个电子，很容易失去，所以有强还原性。
因 此，钠的化学性质非
常活泼，
在与其他物质发生氧化还原反应时，
作还原剂，
都是由
0
价升为
+1
价。
金属性强。
其离子氧化性弱。
化学性质

跟氧气的反应



在常温时
:4Na+O2=2Na2O
（白色粉末）



在点燃时
:2Na+O2=
△
=Na2O2 (
淡黄色粉末
)



★钠在空气中点燃时，迅速熔化为 一个闪亮的小球，发出黄色火焰，生成过氧化钠
（
Na2O2
）和少量超氧化钠（Na2O4
）
。过氧化钠比氧化钠稳定，氧化钠可以和氧气化合成
为过氧化钠，化 学方程式为：
2Na2O+O2=2Na2O2

跟卤素、硫、磷、氢等非金属直接发生反应



2.
钠能 跟卤素、硫、磷、氢等非金属直接发生反应，生成相应的化合物（已下反应常温
下均反应）
，如



2Na+Cl2=2NaCl
（放出大量热，生成大量白烟）



2Na+S=Na2S(
硫化钠
)
（钠与硫化合时研磨会发生爆炸）



2Na+Br2=2NaBr(
溴化钠）
（溴化钠可以用作镇静剂）

跟水的反应



在烧杯中加一些水，
滴入几滴酚酞溶液，
然后把一小块钠放入水中。
为了安全应在烧杯
上加盖玻璃片。



观察到的现象及由现象得出的结论有：



1
、钠浮在水面上（钠的密度比水小）

2
、钠熔成一个闪亮的小球（钠与水反应放出热
量，钠的熔点低）



3
、钠在水面上四处游动（有气体生成）



钠单质与水的反应



4
、发出嘶嘶的响声（生成了气体，反应剧烈）



5
、事先滴有酚酞试液的水变红（有碱生成）



反应方程式



2Na+2H2O=2NaOH+H2
↑



★钠由于此 反应剧烈，
能引起氢气燃烧，
所以钠失火不能用水扑救，
必须用干燥沙土来
灭 火。
钠具有很强的还原性，
可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来。
由于钠极 易
与水反应，所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来。

与酸溶液反应



钠与酸溶液的反应涉及到钠的量，如果钠少量，只能与酸反应，如钠与盐酸的反应：



2Na+2HCl=2NaCl+H2
↑



如果钠过量，则优先与酸反应，然后再与酸溶液中的水反应，方程式见
3

与盐反应



（
1
）与盐溶液反应



将钠投入盐溶液中，
钠先会和溶液中的水反应，
生成的氢氧化钠 如果能与盐反应则继续
反应。



如将钠投入硫酸铜溶液中：



2Na+2H2O=2NaOH+H2
↑



2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2
↓



（
2
）与熔融盐反应



这类反应多数为置换反应，常见于金属冶炼工业中，如



4Na+TiCl4
（熔融）
=4NaCl+Ti
（条件为高温）



Na+KCl=K+NaCl
（条件为高温）



★钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱

与有机物反应



钠还能与某些有机物反应，如钠与乙醇反应：


< br>2Na+2C2H5OH
→
2CH3CH2ONa+H2
↑（生成物为氢气和乙 醇钠）

有关化学方程式



⑴与非金属单质
: 2Na+H2=
高温
=2NaH



4Na+O2=2Na2O
（白色固体）



2Na+O2=
点燃
=Na2O2 (
淡黄色粉末
)



⑵与金属单质反应



4Na+9Pb=
加热
=Na4Pb9



Na+Tl=
加热
=NaTl



⑶与水
: 2Na+2H2O=2NaOH+H2
↑



⑷与酸
: 2Na+2HCl=2NaCl+H2
↑



⑸与碱
;
不反应
(
与碱溶液反应
)



⑹与盐
;
①
4Na+TiCl4=
高温
=4NaCl+Ti



6Na+2NaNo2=
高温
=N2
↑
+4Na2O



Na+KCl=
高温
=K
↑
+NaCl



②
2Na+2H2O=2NaOH+H2
↑



2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2
↓



或
2Na+2H2O=2NaOH+H2
↑



NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3
↑
+H2O



⑺与氧化物
: 4Na+CO2=
点燃
=2Na2O+C
↓

制取



钠最早是在
1807
年电解氢氧化钠制得的。这个原理应用于工 业生产，约在
1891
年才
获得成功。



19 21
年，电解氯化钠的工业方法实现。目前，世界上钠的工业生产多数采用电解氯化
钠的方法。



电解熔融的氯化钠（食盐）或熔融氢氧化钠：



反应方程式：熔融状态下



2NaCl(
通电）
=2Na+Cl2
↑



2NaOH(
通电）
=2Na+O2
↑
+H2
↑

保存



钠的化学性质很活泼，
所以它在自然界里不能以 游离态存在，
因此，
在实验室中通常将
钠保存在煤油或石蜡油里。

(
原因：
ρ

Na>
ρ
煤油且
Na
与煤油不发生化学反应）


Mg
现过程
1808
年，英国的戴维，用钾还原白镁氧（即氧化镁
MgO
）
，最早制得少量的镁。物
理性质：银白色的金属，密度
1.738< br>克
/
厘米
3
，熔点
648.9
℃。沸点
10 90
℃。化合价
+2
，电
离能
7.646
电子伏特，是轻金 属之一，具有延展性，金属镁无磁性，且有良好的热消散性。

在空气中，
镁的表面会 生成一层很薄的氧化膜，使空气很难与它反应。
镁和醇、水反应能够
生成氢气。
粉末或 带状的镁在空气中燃烧时会发出强烈的白光。
在氮气中进行高温加热，
镁
会生成氮化镁 （
Mg3N2
）
；镁也可以和卤素发生强烈反应；镁也能直接与硫化合。镁的检测可以用
EDTA
滴定法分析。

化学性质




具有比较强的还原性，能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，
镁与氟化 物、氢
氟酸和铬酸不发生作用，
也不受苛性碱侵蚀，
但极易溶解于有机和无机酸中，< br>镁能直接与氮、
硫和卤素等化合，包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品 与镁仅仅
轻微地或者根本不起作用。
镁能和二氧化碳发生燃烧反应，
因此镁燃烧不能用 二氧化碳灭火
器灭火。



1.
与非金属单质的反应：



2Mg+O2==
点燃
==2MgO



3Mg+N2==
点燃
==Mg3N2



Mg+Cl2==
点燃
==MgCl2



2.
与水的反应：



Mg+2H2O==
△
==Mg(OH)2+H2
↑



3.
与酸的反应：



Mg+2HCl=MgCl2+H2
↑

Mg+H2SO4=MgSO4+H2
↑

4.
与氧化物的反应：



2Mg+CO2==
点燃
==2MgO+C



*
注：
该反应在氧气充足时一般不发生或发生后又有

C+O2=C O2
（点燃）
，
所以在反应后
不见有黑色固体生成。



5.
镁与氯化铵反应：




Mg + 2NH4Cl ===MgCl2 + 2NH3
↑

+ H2
↑




NH4+ + H2O ==(
可逆）
==NH3
·
H2O + H+
（水解）




Mg+ 2H+ =====Mg2+ +H2
↑

NH3H2O====NH3
↑
+H2O




工业制法



镁存在于菱镁矿（碳酸镁）
MgCO3．白云石（碳酸镁钙）
CaMg(CO3)2
．光卤石（水合
氯化镁钾）
KCl
·
MgCl2
·
H2O
中。工业上利用电解熔融氯化镁或在电 炉中用硅铁等使其还原
而制得金属镁，
前者叫做熔盐电解法，后者叫做硅热还原法。
氯 化镁可以从海水中提取，每
立方英里海水含有约
120
亿磅镁。



Mg
在海水中的提取



①

CaCO3(s)= (
高温
)CaO(s)+CO2(g)
↑



CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)



②

Ca(OH)2(aq)+MgCl2(aq)=Mg(OH)2(s )
↓
+CaCl2(aq)



③

Mg(OH)2(s)+2HCl(l)+6H2O(l)=MgCl2
·
6H2O(s)+2 H2O(l)



④

MgCl2
·
6H2O(s)=(HCl) MgCl2(s) +6H2O(l)



⑤

MgCl2
（
l
）
==
熔融电解
== Mg(s)+Cl2(g)
↑

同位素



已发 现镁的同位素共有
13
种，包括镁
20
至镁
32
，其中只有 镁
24
．镁
25
．镁
26
是天
然存在并且稳定的， 其他镁的同位素都带有放射性。

元素用途



常用做还 原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、
科学仪器脱硫剂脱氢和格氏 试剂。也能用于制烟火、闪光粉、镁盐、吸气器、照明弹等。结
构特性类似于铝，具有轻金属的各种用途 ，可作为飞机、
导弹的合金材料。
但是镁在汽油燃
点可燃，这限制了它的应用。

Mg+Cl2
＝
MgCl2
Mg+Br2
＝
MgBr2
2Mg+O22MgO
Mg+S
＝
MgS
Mg+2H2O
＝
Mg(OH)2+H2
↑

2Mg+TiCl4(
熔融
)
＝
Ti+2MgCl2
Mg+2RbCl(
熔融
)
＝
MgCl2+2Rb
2Mg+CO22MgO+C
2Mg+SiO22MgO+Si
Mg+H2S
＝
MgS+H2
Mg+H2SO4
＝
MgSO4+H2
↑

Al
性质



铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、 箔状、粉状、带状和丝状。在
潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
铝粉和铝箔在空气 中加热能猛烈燃烧，
并发
出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾 溶液，不溶于水。相
对密度
2.70
。熔点
660
℃。沸点
2327
℃。

铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约
50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步
氧化并能耐水；
但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应；
高温下能将
许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，即 易溶于强碱，也能溶于稀酸。


铝和水的反应是

2Al+6H2 O=2Al(OH)3+3H2
↑，
反应实质：
水是极弱的电解质，
但在水中 能
电离出氢离子和氢氧根离子与铝反应，生成
Al(OH)3
和
H2
。反应条件可加热也可以在常温
下进行，在常温下起现象很难观察

实验说明



根据铝的还原性可推断铝可以与水反应，
但实验发现，
铝与沸水 几乎没有反应现象，
因
此许多人认为铝与水不反应。
其实不然，
铝在加热条件 下就可以与水蒸汽发生明显反应，
但
反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步 进行。

2Al+3Cl22AlCl3
4Al+3O22Al2O3(
钝化
)
4Al(Hg)+3O2+2xH2O
＝
2(2O)+4Hg
4Al+3MnO22Al2O3+3Mn
2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
2Al+3FeOAl2O3+3Fe