高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)金屬元素知識(shí)點(diǎn)總結(jié)金屬元素是高中化學(xué)知識(shí)體系中的重要組成部分，貫穿于元素周期律、化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等多個(gè)模塊。一輪復(fù)習(xí)的核心在于構(gòu)建完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，夯實(shí)基礎(chǔ)，掌握物質(zhì)性質(zhì)的內(nèi)在規(guī)律及應(yīng)用。本文將從金屬元素的通性入手，逐步深入到重要代表性元素及其化合物的性質(zhì)、制備與應(yīng)用，并輔以知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與易錯(cuò)點(diǎn)提示，助力同學(xué)們高效復(fù)習(xí)。一、金屬元素的通性金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般少于4個(gè)（部分如Sn、Pb、Bi等等于或多于4個(gè)，但原子半徑較大，失電子能力仍較強(qiáng)），在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)出還原性。這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了金屬元素的一系列共性。（一）物理通性常溫下，除汞為液態(tài)外，其余金屬均為固態(tài)。金屬一般具有金屬光澤、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。這些物理性質(zhì)與金屬晶體中自由電子的存在密切相關(guān)。不同金屬的密度、硬度、熔點(diǎn)等物理性質(zhì)差異較大，這為我們識(shí)別和應(yīng)用金屬提供了依據(jù)。（二）化學(xué)通性金屬的化學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在其還原性上，即失去電子形成金屬陽(yáng)離子的趨勢(shì)。金屬活動(dòng)性順序表（K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au）是判斷金屬化學(xué)性質(zhì)相對(duì)強(qiáng)弱的重要工具。1.與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：大多數(shù)金屬能與氧氣、氯氣、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成相應(yīng)的氧化物、氯化物、硫化物等。例如，鈉在空氣中燃燒生成過(guò)氧化鈉，鐵絲在氯氣中燃燒生成氯化鐵，銅與硫共熱生成硫化亞銅。反應(yīng)的難易程度和產(chǎn)物類(lèi)型與金屬活動(dòng)性及非金屬的氧化性強(qiáng)弱有關(guān)。2.與水反應(yīng)：*活潑金屬（如K、Ca、Na）能與冷水劇烈反應(yīng)，生成堿和氫氣。*較活潑金屬（如Mg、Al）與冷水反應(yīng)緩慢或不反應(yīng)，但能與沸水或水蒸氣反應(yīng)生成氫氧化物（或氧化物）和氫氣。*中等活潑金屬（如Fe）在高溫下能與水蒸氣反應(yīng)生成氧化物和氫氣。*不活潑金屬（如Cu、Ag、Au）則不與水反應(yīng)。3.與酸反應(yīng)：*排在金屬活動(dòng)性順序表（H）前的金屬能與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸）反應(yīng)生成鹽和氫氣。*排在（H）后的金屬不能與非氧化性酸反應(yīng)生成氫氣，但能與強(qiáng)氧化性酸（如濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，一般不生成氫氣，而是生成相應(yīng)的鹽、水和含氮（硫）的還原產(chǎn)物。4.與鹽溶液反應(yīng)：活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬（K、Ca、Na除外，因它們先與水反應(yīng)）能將活動(dòng)性較弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。這一原理常用于金屬的冶煉和溶液中金屬離子的分離提純。5.金屬活動(dòng)性順序表的其他應(yīng)用：判斷金屬陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱（順序相反，即K?氧化性最弱，Au3?氧化性最強(qiáng)）；判斷金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度；判斷電解池中金屬陽(yáng)離子的放電順序等。二、重要金屬元素及其化合物（一）鈉（Na）及其化合物鈉是典型的活潑金屬元素，位于元素周期表第ⅠA族。1.鈉單質(zhì)：*物理性質(zhì)：銀白色金屬光澤，質(zhì)軟（可用小刀切割），密度比水小，熔點(diǎn)低。*化學(xué)性質(zhì)：極強(qiáng)的還原性。與氧氣反應(yīng)，常溫下生成氧化鈉（Na?O），加熱或點(diǎn)燃時(shí)生成過(guò)氧化鈉（Na?O?）；與水劇烈反應(yīng)，放出氫氣并生成氫氧化鈉，反應(yīng)過(guò)程放熱，鈉熔化成小球并在水面快速游動(dòng)；能與乙醇等含有羥基的有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。*保存：由于鈉極易與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室中通常將鈉保存在煤油中以隔絕空氣。*用途：制備過(guò)氧化鈉、鈉鉀合金（導(dǎo)熱劑）、還原某些金屬等。2.鈉的重要化合物：*氧化鈉（Na?O）：白色固體，堿性氧化物，能與水、酸、酸性氧化物反應(yīng)。*過(guò)氧化鈉（Na?O?）：淡黃色固體，不屬于堿性氧化物。具有強(qiáng)氧化性和漂白性。與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。這兩個(gè)反應(yīng)均放出大量熱，常用于呼吸面具或潛水艇中作為氧氣來(lái)源。*碳酸鈉（Na?CO?）與碳酸氫鈉（NaHCO?）：兩者均為鈉鹽，水溶液呈堿性。碳酸鈉俗稱(chēng)純堿、蘇打，碳酸氫鈉俗稱(chēng)小蘇打。碳酸鈉的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于碳酸氫鈉（碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳）。碳酸鈉與酸反應(yīng)分步進(jìn)行，而碳酸氫鈉與酸反應(yīng)更為劇烈。利用此性質(zhì)可鑒別兩者（如加熱法、加酸觀(guān)察氣泡產(chǎn)生速率等）。兩者在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化（碳酸鈉溶液中通入二氧化碳可生成碳酸氫鈉；碳酸氫鈉固體加熱或碳酸氫鈉溶液中加入氫氧化鈉可生成碳酸鈉）。它們?cè)诓Ａе圃臁⒃旒?、紡織、食品加工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。*氫氧化鈉（NaOH）：俗稱(chēng)燒堿、火堿、苛性鈉，強(qiáng)堿性，具有強(qiáng)腐蝕性。易潮解，可作干燥劑（不能干燥酸性氣體）。是重要的化工原料，用于肥皂、造紙、紡織、印染等工業(yè)。（二）鋁（Al）及其化合物鋁是地殼中含量最多的金屬元素，位于元素周期表第ⅢA族，其化合物往往表現(xiàn)出獨(dú)特的兩性。1.鋁單質(zhì)：*物理性質(zhì)：銀白色金屬，密度較小，硬度不大，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性。*化學(xué)性質(zhì)：較活潑金屬，具有還原性。常溫下，鋁表面易形成一層致密的氧化鋁保護(hù)膜，阻止內(nèi)部鋁進(jìn)一步被氧化，因此鋁具有抗腐蝕性能。鋁能與氧氣、氯氣等非金屬反應(yīng)；與非氧化性酸反應(yīng)生成鋁鹽和氫氣；與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣（此反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鋁先與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣，氫氧化鋁再與強(qiáng)堿反應(yīng)）；在高溫下能與某些金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)，表現(xiàn)出強(qiáng)還原性，可用于焊接鋼軌或冶煉難熔金屬。*用途：制造鋁合金（用于航空、航天、建筑、交通等領(lǐng)域）、導(dǎo)線(xiàn)、鋁箔等。2.鋁的重要化合物：*氧化鋁（Al?O?）：白色難熔固體，典型的兩性氧化物。既能與酸反應(yīng)生成鋁鹽和水，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和水。是冶煉鋁的原料，也可用作耐火材料。*氫氧化鋁（Al(OH)?）：白色膠狀沉淀，典型的兩性氫氧化物。既能與酸反應(yīng)生成鋁鹽和水，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和水。受熱易分解生成氧化鋁和水。實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋁（不用強(qiáng)堿，因過(guò)量強(qiáng)堿會(huì)溶解氫氧化鋁）。氫氧化鋁可用作胃酸中和劑。*鋁鹽與偏鋁酸鹽：如氯化鋁（AlCl?）、硫酸鋁鉀（KAl(SO?)?·12H?O，俗稱(chēng)明礬）。鋁鹽溶液呈酸性，偏鋁酸鹽溶液呈堿性。鋁鹽與偏鋁酸鹽溶液混合會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀。明礬因其水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性，常用作凈水劑。（三）鐵（Fe）及其化合物鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，位于元素周期表第Ⅷ族，其化合物具有多種可變價(jià)態(tài)（+2、+3價(jià)為主），是氧化還原反應(yīng)的重要載體。1.鐵單質(zhì)：*物理性質(zhì)：銀白色金屬（鐵粉為黑色），密度較大，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性，能被磁鐵吸引。*化學(xué)性質(zhì)：中等活潑金屬，具有還原性。與氧氣反應(yīng)，純鐵在空氣中不易生銹，在潮濕空氣中易生銹（主要成分為Fe?O?·xH?O），點(diǎn)燃時(shí)生成四氧化三鐵；與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵；與硫反應(yīng)生成硫化亞鐵。與非氧化性酸反應(yīng)生成亞鐵鹽和氫氣；與某些鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。鐵在冷的濃硫酸、濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化。*用途：制造鋼鐵（生鐵、鋼），用于建筑、機(jī)械、交通工具等。2.鐵的重要化合物：*氧化物：氧化亞鐵（FeO，黑色粉末，不穩(wěn)定）、氧化鐵（Fe?O?，紅棕色粉末，俗稱(chēng)鐵紅，常用作顏料和煉鐵原料）、四氧化三鐵（Fe?O?，黑色晶體，具有磁性，俗稱(chēng)磁性氧化鐵）。*氫氧化物：氫氧化亞鐵（Fe(OH)?，白色絮狀沉淀，極不穩(wěn)定，易被空氣中氧氣氧化，顏色迅速由白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵Fe(OH)?）；氫氧化鐵（Fe(OH)?，紅褐色沉淀，受熱易分解生成氧化鐵和水）。制備氫氧化亞鐵時(shí)，需注意隔絕空氣。*鐵鹽與亞鐵鹽：Fe2?溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3?溶液呈棕黃色。Fe2?具有還原性，易被氧化為Fe3?（如被Cl?、O?、HNO?等氧化）；Fe3?具有氧化性，可被還原為Fe2?（如被Fe、Cu、I?等還原）。Fe3?能與KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì)，這是檢驗(yàn)Fe3?的特征反應(yīng)；Fe2?則需先氧化為Fe3?再用KSCN檢驗(yàn)，或直接用酸性高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑檢驗(yàn)其還原性。Fe3?在水溶液中易水解，溶液顯酸性。*鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系（“鐵三角”）：Fe、Fe2?、Fe3?之間的相互轉(zhuǎn)化是高考的重點(diǎn)，需要熟練掌握不同氧化劑、還原劑對(duì)其價(jià)態(tài)變化的影響。（四）銅（Cu）及其化合物銅是人類(lèi)最早使用的金屬之一，位于元素周期表第ⅠB族，常見(jiàn)價(jià)態(tài)為+1和+2價(jià)。1.銅單質(zhì)：*物理性質(zhì)：紫紅色金屬，密度較大，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性（僅次于銀）和延展性。*化學(xué)性質(zhì)：不活潑金屬，還原性較弱。在干燥空氣中穩(wěn)定，在潮濕空氣中會(huì)生成銅綠（堿式碳酸銅Cu?(OH)?CO?）。加熱時(shí)與氧氣反應(yīng)生成氧化銅。能與硫、氯氣反應(yīng)（分別生成硫化亞銅Cu?S和氯化銅CuCl?）。不與非氧化性酸反應(yīng)，但能與硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)。能與銀離子等較不活潑金屬的鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。*用途：制造導(dǎo)線(xiàn)、電器元件、銅合金（如黃銅、青銅）、貨幣等。2.銅的重要化合物：*氧化銅（CuO）：黑色粉末，堿性氧化物，能與酸反應(yīng)生成銅鹽和水，加熱時(shí)能被氫氣、一氧化碳等還原劑還原為銅。*氧化亞銅（Cu?O）：紅色粉末，可用于制玻璃、搪瓷的顏料，也可作為催化劑。*氫氧化銅（Cu(OH)?）：藍(lán)色絮狀沉淀，受熱易分解生成氧化銅和水。能與酸反應(yīng)，能與含醛基的有機(jī)物在加熱條件下反應(yīng)生成磚紅色的氧化亞銅沉淀（此反應(yīng)常用于檢驗(yàn)醛基）。*銅鹽：如硫酸銅（CuSO?），無(wú)水硫酸銅為白色粉末，遇水變藍(lán)色（生成CuSO?·5H?O，俗稱(chēng)膽礬或藍(lán)礬），可用于檢驗(yàn)水的存在。硫酸銅溶液呈藍(lán)色，具有殺菌作用，可用于配制農(nóng)藥波爾多液。銅鹽溶液中的Cu2?具有一定的氧化性。（五）其他常見(jiàn)金屬元素簡(jiǎn)介1.鎂（Mg）：第ⅡA族元素，銀白色輕金屬。化學(xué)性質(zhì)活潑，能與氧氣、氮?dú)狻⒍趸嫉确磻?yīng)（鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳）。與酸反應(yīng)劇烈。是制造輕合金的重要材料，用于航空航天等領(lǐng)域。2.鋅（Zn）：第ⅡB族元素，青白色金屬?；瘜W(xué)性質(zhì)較活潑，能與酸反應(yīng)生成氫氣，常用作實(shí)驗(yàn)室制氫氣的原料。鋅是人體必需的微量元素，其化合物如氧化鋅可用于醫(yī)藥、橡膠工業(yè)等。鋅能與鐵鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)，常用于防止鐵生銹（犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法）。3.銀（Ag）：第ⅠB族元素，銀白色金屬，導(dǎo)電性最好?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與非氧化性酸反應(yīng)，能與硝酸等反應(yīng)。銀鹽（如AgNO?）是重要的化學(xué)試劑，AgBr常用于感光材料，AgI可用于人工降雨。4.金（Au）：第ⅠB族元素，金黃色金屬，化學(xué)性質(zhì)極不活潑，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，僅溶于王水。常用于制作首飾、貨幣，也是重要的工業(yè)催化劑。5.鈦（Ti）：銀白色金屬，熔點(diǎn)高，密度小，機(jī)械性能好，耐腐蝕。被譽(yù)為“未來(lái)金屬”，廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、化工設(shè)備等領(lǐng)域。三、金屬元素知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與易錯(cuò)點(diǎn)提示（一）知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建策略1.以元素周期律為指導(dǎo)：理解同周期、同主族金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，如金屬性、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性、與水或酸反應(yīng)的劇烈程度等的變化趨勢(shì)。2.以“單質(zhì)-氧化物-氫氧化物-鹽”為主線(xiàn)：梳理每種典型金屬元素及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，形成清晰的知識(shí)鏈條。例如，“鈉→氧化鈉/過(guò)氧化鈉→氫氧化鈉→鈉鹽”，“鋁→氧化鋁→氫氧化鋁→鋁鹽/偏鋁酸鹽”，“鐵→鐵的氧化物→鐵的氫氧化物→亞鐵鹽/鐵鹽”。3.重視氧化還原反應(yīng)思想的應(yīng)用：特別是對(duì)于變價(jià)金屬元素（如鐵、銅），要深刻理解不同價(jià)態(tài)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化條件（氧化劑、還原劑的選擇）及反應(yīng)實(shí)質(zhì)。4.關(guān)注物質(zhì)的特性與共性：在掌握金屬通性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)記憶每種金屬及其化合物的特性，如鋁及其化合物的兩性、鐵的變價(jià)、過(guò)氧化鈉的強(qiáng)氧化性等。（二）易錯(cuò)點(diǎn)提示1.金屬與酸反應(yīng)的產(chǎn)物判斷：要區(qū)分是與非氧化性酸還是氧化性酸反應(yīng)，產(chǎn)物中是否有氫氣生成。例如，鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl?和H?，而鐵與足量稀硝酸反應(yīng)則生成Fe(NO?)?、NO和H?O。2.金屬與鹽溶液反應(yīng)的先后順序：當(dāng)一種金屬與多種金屬陽(yáng)離子的鹽溶液反應(yīng)時(shí)，遵循“先弱后強(qiáng)”的原則，即先與氧化性較強(qiáng)的金屬陽(yáng)離子反應(yīng)。例如，將鋅粉加入含F(xiàn)e3?和Cu2?的溶液中，鋅先與Fe3?反應(yīng)，再與Cu2?反應(yīng)，最后可能與Fe2?反應(yīng)。3.鋁及其化合物的兩性理解：氧化鋁和氫氧化鋁的兩性是指它們既能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，并非能與所有的酸和堿反應(yīng)。例如，氫氧化鋁不能與氨水反應(yīng)。4.Fe(OH)?的制備與保存：由于Fe(OH)?極易被氧化，制備時(shí)必須創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，如使用新制的亞鐵鹽溶液、煮沸除氧的蒸餾水、滴加堿溶液時(shí)將膠頭滴管插入液面以下，或在液面上覆蓋一層煤油等。5.金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)：要注意試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確描述。例如，檢驗(yàn)Fe2?時(shí)，若先加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，再加氯水后溶液變紅，則