九年级化学第八单元__金属_金属材料科教实验版知识精讲.doc

九年级化学第八单元 金属 金属材料（二）人教实验版（一）金属材料1. 金属材料纯金属（90多种）合金（几千种）2. 金属的物理性质（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）（3）有良好的导热性、导电性、延展性3. 金属之最（1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属（8）锇：密度最大的金属（9）锂：密度最小的金属4. 金属分类黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。有色金属重金属：如铜、锌、铅等轻金属：如钠、镁、铝等有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。5. 合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 优点：（1）熔点高、密度小（2）可塑性好、易于加工、机械性能好（3）抗腐蚀性能好（二）金属资源的保护和利用1. 铁的冶炼（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）2. 铁的锈蚀（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3）（铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：（2）防止铁制品生锈的措施： 保持铁制品表面的清洁、干燥 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 制成不锈钢铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。3. 金属资源的保护和利用:保护金属资源的途径： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用品意义：节约金属资源，减少环境污染二. 重点分析和讲解（三）金属的化学性质1. 金属与氧气的反应2Mg+O22MgO4Al+3O2=2Al2O33Fe+2O2 Fe3O42Cu+O2 2CuO大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温时几乎不与氧气反应，金在高温时也不与氧气反应。2. 金属与盐酸、稀硫酸的反应Mg+2HCl=MgCl2+H2Mg+H2SO4（稀）=MgSO4+H2Zn+2HCl = ZnCl2+H2Zn+H2SO4（稀）=ZnSO4+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，而位于氢后面的金属则不能。经过大量的实验探究和去伪存真的分析，人们归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au3. 金属与某些化合物溶液的反应2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3CuFe+CuSO4=Cu+FeSO4Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。铝具有很好的抗腐蚀性，是因为铝的表面在空气中与氧气反应，生成一层致密的化学性质稳定的氧化膜，可阻止铝进一步被氧化。 4. 置换反应由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应。金属活动性顺序排在氢前的金属与盐酸或稀硫酸等酸的反应，以及类似铁与硫酸铜溶液的反应（金属活动性顺序里前面的金属与后面的金属盐溶液的反应）等都属于置换反应。 铁跟酸（盐酸、稀硫酸）及某些化合物溶液（如CuSO4）发生置换反应时，其化合价由0 2，而不是0 3，即生成低价铁的化合物而不是高价铁的化合物。 归纳已学过的反应类型，有以下三类：化合反应：AB AB分解反应：AB AB置换反应：ABC ACB 5. 金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里：（1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强（2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）（3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na、Ba）金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆，即“钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金”。金属活动性顺序可以作为金属能否与某些化合物的溶液发生置换反应的一种判断依据。例1 下列物质中，属于金属材料的是（ ）A. 钢 B. 铝 C. 氧化铁 D. 金刚石答案：A、B例2（2003吉林省）日常生活中所用的自来水管，你认为选用哪种管子既经济又耐用（ ）A. 普通钢管 B. 塑料管 C. 不锈钢管 D. 镀锌管答案：B例3（2003南京市）世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一。铝的下列应用必须加以控制的是（ ）A. 用铝合金制门窗 B. 用铝合金做飞机材料C. 用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐D. 用金属铝制电线答案：C例4 下列关于合金的说法正确的是（ ）A. 合金不能导电、传热B. 合金属于纯净物C. 合金没有延展性D. 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同答案：D例5（2003江苏苏州）我国劳动人民在3000年前的商代就会制造出精美的青铜器。青铜器是铜锡合金，它具有良好的铸造性、耐磨性和耐腐蚀性。取某青铜样品8.1g，经分析其中含锡0.9g，则此青铜中铜与锡的质量比是（ ）A. 92 B. 91 C. 81 D. 41答案：C例6（2004南昌市）请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：发现问题：小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部分最易生锈；小茜发现自己的铜制镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。提出问题：这三种物质“生锈”的原因是什么？收集证据：（1）回忆已有知识：铁生锈的条件是_。（2）查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Cu2（OH）2CO3（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色物质。（3）实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下表所示。由实验可知：铜生锈是铜与水_、_等物质共同作用的结果。实验装置实验现象铜片不生锈铜片不生锈实验装置实验现象铜片不生锈铜片生锈且水面附近锈蚀最严重得出结论：经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与_（填物质名称）有关。反思与应用：（1）写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法_；（2）请你提出一条延长食品保质期的建议_。答案：收集证据：（1）铁与氧气和水同时接触（3）氧气 二氧化碳得出结论 氧气反思与应用 （1）保持金属制品表面的洁净和干燥（或表面形成保护膜）（2）将食品进行真空包装（或充入氮气等）【模拟试题】1. 小兰家中收藏一件清末的铝制佛像，该佛像至今仍保存完好。该佛像仍未锈蚀的主要原因是（ ）A. 铝不易发生化学反应B. 铝的氧化物容易发生还原反应C. 铝不易被氧化D. 铝易氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用 2. 铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法中，正确的是（ ）A. 铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁B. 铁在干燥的空气中容易生锈C. 铁是地壳里含量最多的金属元素D. 用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素3. 联合国卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具。并向全世界推广。其主要原因是（ ）A. 价格便宜，不易生锈B. 铁锅含有碳元素C. 烹调的食物中留有人体需要的铁元素D. 传热慢，保温性能好 4. 被雨水淋湿的自行车必须先用干布擦净后，再用带油的布擦，其理由是（ ）A. 使自行车更加润滑、运转灵活B. 防止铁在干燥空气中被氧化C. 擦油保持自行车的光亮D. 防止铁与水分接触在空气中生锈 5. 今年5月24日中央电视台报道，继“食盐加碘”后，我国又将启动“酱油加铁”工程。“酱油加铁”的意义是（ ） 补充人体需要的铁元素 预防缺铁性贫血病 改善酱油的味道 增加黑色素 减少厨房污染物 提高人们健康水平A. B. C. D. 6. 钢铁厂冶炼生铁的主要反应原理是。该反应中被还原的物质是（ ）A. CO B. Fe2O3 C. Fe D. CO27. 据估计，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一，为探究钢铁锈蚀的原因，某探究性学习小组进行如图所示实验：数天后，只有试管（I）中铁在水面处生锈明显。如下列结论错误的是（ ） A. 常温下，铁和氧气不易发生反应B. 常温下，铁和水不易发生反应C. 常温下，铁跟水、氧气不易发生反应D. 铁的防锈原理是使铁隔绝空气和水 8. 金属钛（Ti）是航空、宇航、军工、电子等方面的必须原料。在生产钛的过程中可用镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，反应的化学方程式为：。该反应属于（ ）A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 9. 钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料，但全世界每年都有约占产量四分之一的钢铁生锈损失。通过查阅资料、进行实验对上述问题进行研究。请回答下列问题：（1）我国在春秋战国时期钢铁生产就处于世界领先地位。工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）炼铁的化学方程式是：_； （2）常温下，铁生锈的条件是铁接触空气中的_和_；请设计一个化学实验证明上述结论：_； （3）防止钢铁制品生锈常用的方法是（举一个实例）：_； （4）多数食品容易吸收空气中的水分而潮湿，并吸收空气中的氧气而腐败。生产上多在食品中放入一小包CaO粉末，可使食品保持干燥；现已研究成功在食品中放入一小包铁粉（包裹在多孔泡沫塑料袋中），铁粉吸收水分和氧气，变为铁锈。用铁粉代替CaO粉末的优点是：_。 10. 黄金是一种贵重金属。在人类漫长的历史中，素有“沙里淘金”、“真金不怕火炼”之说。这说明黄金在自然界中主要以_形式存在，也说明黄金的化学性质在自然条件下非常_。 1. 下列化学反应中，与实验事实不符的是（ ）A. 铁和硫酸铜溶液反应得到铜B. 铁和稀硫酸反应放出氢气C. 铁和稀盐酸反应得到氯化铁D. 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 2. 被雨水淋湿的自行车必须先用干布擦净后，再用带油的布擦，其理由是（ ）A. 使自行车更加润滑、运转灵活B. 防止铁在干燥空气中被氧化C. 擦油保持自行车的光亮D. 防止铁与水分接触在空气中生锈 3. 钢铁厂冶炼生铁的主要反应原理是。该反应中被还原的物质是（ ）A. CO B. Fe2O3 C. Fe D. CO24. 据估计，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一，为探究钢铁锈蚀的原因，某探究性学习小组进行如图所示实验：数天后，只有试管（I）中铁在水面处生锈明显。如下列结论错误的是（ ）A. 常温下，铁和氧气不易发生反应B. 常温下，铁和水不易发生反应C. 常温下，铁跟水、氧气不易发生反应D. 铁的防锈原理是使铁隔绝空气和水 5. 将一洁净的铁片放入下列溶液中，片刻后取出，溶液的质量明显减少的是（ ）A. 食盐溶液 B. 硫酸锌溶液 C. 稀硫酸 D. 硫酸铜溶液 6. 质量相等的金属镁和铝分别加入质量相等、溶质质量分数相等的两份稀硫酸中，反应完毕后，金属均有剩余。则反应两种溶液质量关系是（ ）A. 相等 B. 镁反应后的溶液质量大C. 铝反应后的溶液质量大 D. 无法比较7. 向氧化铜和锌粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，反应停止后过滤，再向滤液中插入铁片，铁片无变化。以下判断正确的是（ ）A. 滤液中一定含有铜和锌 B. 滤液中一定含有Zn2+ C. 滤液中一定含有铜 D. 滤液中一定含有Cu2+8. 现有锌粉、铝粉和铜粉，某化学兴趣小组为研究它们的活动性顺序，需用的试剂是（ ）A. 稀盐酸 B. 氯化铝溶液 C. 硫酸铜溶液 D. 硫酸锌溶液9. 向ZnSO4和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到滤渣，该滤渣中含有的金属是（ ）A. Zn、Fe B. Zn、Cu C. Fe、Cu D. Zn、Fe、Cu10. 向含AgNO3、Cu（NO3）2 、Mg（NO3）2混合溶液中，加入一定量的锌粒，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀硫酸，有气体生成，则滤出的固体中一定有（ ）A. Ag、Cu、Mg B. Cu、Mg、Zn C. Ag、Cu、Zn D. Ag、Mg、Zn 11. 5角硬币的外观呈金黄色，它是铜和锌的合金，市面上有人用它制成假金元宝行骗，小明同学用一种试剂揭穿了他。小明一定不会用的试剂是（ ）A. 硫酸铜溶液 B. 硝酸银溶液 C. 盐酸 D. 硝酸钠溶液12. 佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半，铝合金材料属于 （填“纯净物”、“混合物”或“单质”）。铝是活泼金属，生活中的铝锅却有较强的抗腐蚀性，原因是 （用化学方程式表示）。如果将铝片投入稀硫酸中，片刻之后才有气泡产生，请用化学方程式表示这一过程： 。 13. 实验室要除去细碎铜屑中的少量细碎铁屑。某学生设计了两个方案： Cu，Fe 过滤洗涤 Cu，Fe 过滤洗涤两个方案中，较好的是_（填序号），理由是：_。你是否有更简单的方法？若有，请写