第六单元 金属和金属材料（知识清单）化学新教材科粤版九年级下册

第六单元金属和金属材料0101思维导图0202考点速记6.1金属的物理性质一、金属物理性质与用途1.金属都有光泽，只是色泽和强度有所差异。2.铜：常用来制造电线的一个原因是它易导电。其他一些金属也有较好的导电性，但导电能力不同，如银>铜>铝>铁。3.铝和铁常用来制造炊具的一个原因是它们的传热快。其他金属也有不同程度的导热性，如银>铜>金>铝。4.金、银、铜、铝等可拉成细线或压成薄片，这是由于金属有一定的延展性，容易加工。5.金属光泽、导电性、导热性和延展性，这些正是金属所共有并区别于非金属的物理性质。同类物质共有的普遍性质，称为这类物质的共性；金属还有各自不同的特性，如密度、熔点、硬度等，有的差别还很大。同类物质所表现出的各自不同的性质，称为这类物质的差异性。6.各种金属材料中，人类应用最广泛的是铁、铝和铜。二、神奇的合金特性1．合金：是指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。2．大多数合金是混合物。合金与组成它的金属相比，物理性质就有较大变化。3．合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。4．合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。5．钛合金：钛合金具有抗辐射、高熔点、高热导率等特点，在室温及高温下均具有优异的强韧性，或可用于制造太空核反应堆。【特别提醒】①合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。②合金一定是混合物。③合金一定有金属特性。④金属氧化物是纯净物，不属于合金。6.2金属的化学性质一、金属的化学性质（一）金属与氧气的反应1.金属与氧气的反应：能表明大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的。2.常温下镁与空气中的氧气反应，易生成很薄的氧化膜；镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的氧化物（MgO）。镁在常温下能与空气中的氧气反应：。3.常温下纯铁不易与空气中的氧气发生反应；在纯氧中点燃铁丝，火星四射，生成黑色的氧化物（Fe3O4）。铁与氧气反应：。4.铜在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。铜与空气中的氧气在加热时发生反应，生成黑色的氧化物（CuO）。铜在加热时能与氧气反应：。【特别提醒】真金不怕火炼。（二）金属与稀盐酸和稀硫酸的反应取铝、铁、铜等金属分别与稀盐酸、稀硫酸反应。1.实验现象：铝与盐酸、稀硫酸反应，产生的气泡最多；铁与盐酸、稀硫酸反应产生的气泡较少，而铜与稀盐酸、稀硫酸不发生反应。2.实验表明：①铝、铁等金属与稀盐酸、稀硫酸能反应；铜不与稀盐酸、稀硫酸能反应。②铝、铁与稀盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度不同。3.反应方程式：2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。【特别提醒】（1）根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属；（2）通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）（3）铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。含有Fe2＋的溶液为浅绿色。二、金属活动性顺序与置换反应（一）金属与金属化合物溶液的反应1．在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；2．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（不可以用浓硫酸和硝酸）中的氢；3．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化合物的溶液里置换出来。【特别提醒】钾、钙、钠不符合这一条。4．在活动性顺序中，金属的距离大的，反应先发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌会先和硫酸铜反应，反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。5.K、Ca、Na太活泼，常温下和水反应，不能置换出金属化合物中的金属。（二）金属活动性顺序及其探究1.常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：捡个大美女；身体细纤轻；总共一百斤)钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu2.比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序（1）使用铁、银和溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铁、银分别放入硫酸铜溶液中，银表面没有现象；而铁表面会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为浅绿色。（2）使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中，硫酸亚铁溶液没有现象；而在硝酸银溶液中，铜表面会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。（3）选用试剂时，要根据金属活动性顺序表将三种金属排序，然后将排在中间的金属变成盐溶液，或者将排在两边的金属变成盐溶液，这样才能一次性得出结果。3.置换反应：由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应。6.3金属矿物与金属冶炼一、常见金属矿物1.通过金属冶炼，人们可将矿物中的金属化合物转化为金属单质。2.地壳中的金属元素，铝和铁的含量最多，加上钙、钠、钾、镁一共6种金属元素，占了地壳总质量的23.14%，其余众多金属元素在地壳中的储存量很少的。3．金属矿物的种类及主要成分（1）铁的矿物主要有：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2）、褐铁矿（主要成分Fe2O3·xH2O）；（2）铜的矿物主要有：黄铜矿、赤铜矿（主要成分Cu2O）、孔雀石（主要成分Cu2(OH)2CO3）、斑铜矿等；（3）铝的矿物主要有：铝土矿、明矾石等。【名师指导】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）锂：密度最小的金属二、钢铁的冶炼（一）一氧化碳还原氧化铁的实验探究1．实验装置2．反应的化学方程式(炼铁的原理)：3．实验步骤：（1）检查装置的气密性。（2）将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内，并固定装置。（3）向玻璃管内通入一氧化碳气体，并点燃酒精灯。（4）待装置内的空气完全排净后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热。（5）当玻璃管内红色粉末变为黑色时，停止加热。（6）待玻璃管内的固体冷却至常温后，停止通入一氧化碳气体，并熄灭酒精灯。4．实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。【特别提醒】（1）先通入一氧化碳气体的目的：排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。（2）实验完毕后继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却的目的：防止高温下的铁与空气接触被氧化。同时，还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。（3）尾气的处理：尾气中的一氧化碳有毒，所以尾气要经过处理，可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。（4）若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。（三）高炉炼铁1．设备：高炉2．原料：铁矿石、焦炭、石灰石；3．尾气主要成分：CO和CO2（需经处理后再排放）。6.4金属的腐蚀一、铁锈蚀的原因1．实验器材：大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。2．实验过程：取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。3．实验现象：第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。4．实验结论：铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。5．注意事项：=1\*GB3①第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；=2\*GB3②第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气；=3\*GB3③铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。二、金属资源的保护1．金属资源的保护措施（1）有计划、合理地开采资源，严禁不顾国家整体利益非法乱采金属矿产。（2）积极进行金属代用品的开发研究。（3）回收利用废旧金属。2．防止铁生锈的方法（1）保持铁制品的洁净、干燥；（2）可在钢铁制品上涂油、喷漆、搪瓷，或镀上一层耐腐蚀的金属。（3）制成不锈钢。0303素养提升易错点辨析1.常温下金属都是固体吗？常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是固体，但体温计中的汞是液体。2.纯金属与合金的物理性质（1）合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高；（2）抗腐蚀性能等也比组成它的纯金属更好；（3）大多数合金的熔点比它的纯金属的熔点低，导电、导热性能比它的纯金属差。3.铜与氧气是怎样反应？在加热的情况下，铜能与氧气反应，生成黑色的物质（氧化铜）；但在纯氧中，铜也不能被点燃。在潮湿的空气中，铜能被腐蚀，形成绿色粉末状固体——铜绿。4.比铁活泼的铝为什么不易生锈？（1）铝在空气容易形成致密的氧化物，故其抗腐蚀性能很好，不易生锈。（2）铝箔在纯氧中能够剧烈燃烧，即4Al+3O22Al2O3。5.根据化学方程式计算时的常见错误（1）未知数带有单位。（2）所设物质的质量包含杂质的质量，或者包含未参加反应的物质的质量。（3）已知物质的质量没有单位。（4）化学方程式书写错误或者没有配平（这个错误会使计算题的得分降为1，甚至为0）。（5）关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。（6）步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。方法提炼1.几个常见金属的性质和用途（1）金属有金属光泽：金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色。用途：利用铜的光泽，制作铜镜；黄金饰品。（2）金属的导电性和导热性：导电性的强弱次序：银（Ag）＞铜（Cu）＞铝（Al）。用途：用作输电线，炊具等。金属有延展性：大多数的金属有延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，将金打成金箔贴在器物上。（4）属的密度：大多数金属的密度都比较大，也有些金属密度比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度最大的金属——锇，密度最小的金属——锂。用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器。（5）金属的硬度：有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）。用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。（6）金属的熔点：有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）。用途：利用金属钨的熔点高，用来制灯泡内的灯丝；利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来焊接金属。2.铁与氧气的反应（1）常温下，干燥的空气中铁很难与氧气反应；在潮湿的空气中，铁与氧气发生缓慢氧化而生成铁锈（主要成分：Fe2O3；铁锈呈红色，结构疏松，易吸水，加快铁器的腐蚀）。（2）在纯氧中，铁丝能够被点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热（在点燃前，先将铁丝打磨，在集气瓶中留有少量细砂或水，防止高温溅落物炸裂瓶底）即3Fe+2O2Fe3O4。由上述实验现象，可以看出：“同种物质，在不同的反应条件下，现象可能不同，生成物有可能不同。3.金属活动性顺序及其应用常见金属在溶液中的活动性顺序是“钾钙钠镁铝，锌铁锡铅（氢），铜汞银铂金”，如图所示：4.金属锈蚀的条件及其防护（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥。（2）在铁制品表面涂上一层保护膜，如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆等。（3）在铁制品表面镀上一层其他金属，如，自行车车把、钢圈以及门把手