2024人教版化學(xué)九年級下冊 第八單元 金屬和金屬材料 知識梳理

第八單元金屬和金屬材料

知識導(dǎo)引

廠純金屬：共性、特性及用途

金屬材料

金L合金：物質(zhì)類別、性能及用途

屬

和一金屬與氧氣的反應(yīng)

金金屬的—置換反應(yīng)

屬金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)

化學(xué)性質(zhì)—金屬活動性順序

材—金屬與鹽溶液的反應(yīng)_

料

-鐵的冶煉：高爐煉鐵、實(shí)驗室煉鐵

L金屬資源的

利用和保護(hù)—金屬的銹蝕與防護(hù)：鐵銹蝕條件的探究

知識清單

知識點(diǎn)1：金屬材料

1.金屬材料：包括純金屬以及它們的合金。

2.金屬的物理性質(zhì)和用途

(1)共性和用途

共性用途

有金屬光澤制作金屬飾品

導(dǎo)電性制作導(dǎo)線

導(dǎo)熱性制作炊具

延展性沖壓成各種形狀

(2)特性

①顏色：大多數(shù)金屬呈銀白色，銅呈紫紅色,金呈黃色，鐵粉呈黑色。

②狀態(tài)：常溫下大多數(shù)金屬為固態(tài)，汞(俗稱水銀)為液態(tài)。

(3)物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，另外還需要考慮價格、資源、是否美觀、

使用是否便利以及是否容易回收和對環(huán)境的影響等多種因素。

3.金屬之最

地殼中含量最多的金屬元素一鋁

人體中含量最多的金屬元素一鈣

目前世界年產(chǎn)量最多的金屬——鐵

導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬一銀

熔點(diǎn)最高的金屬一鶴（作燈絲）

熔點(diǎn)最低的金屬一汞（制作水銀溫度計）

4.合金

（1）概念：在金屬中加熱融合某些金屬或非金屬,制得具有金屬特征的混合物。

①合金是混合物；②形成合金的過程是物理變化；③合金各成分的化學(xué)性質(zhì)不變。

（2）性能：合金和組成其的純金屬相比較，硬度一般更大,熔點(diǎn)一般更低,抗腐蝕性更好。

（3）常見的合金

合鐵的合金銅合金

焊錫鈦合金形狀記憶合金

金生鐵鋼黃銅青銅

含碳量含碳量

成鉛錫

2%?0.03%?銅鋅銅錫鈦與其他金屬鈦保合金

分合金

4.3%2%

鐵的合金主要含F(xiàn)e、熔點(diǎn)低與人體有很好的具有形狀記憶效應(yīng)

備

C,區(qū)別主要是含碳紫銅是純銅焊接金相容性，可用于用于制成人造衛(wèi)星

注

量不同屬制造人造骨天線

知識點(diǎn)2：金屬的化學(xué)性質(zhì)

1.金屬與氧氣的反應(yīng)：金屬+氧氣―金屬氧化物（化合反應(yīng)）

鎂鋁鐵銅金

2Mg+Oz=4A1+3O2=△高溫下

2CU+C)2-----

3Fe+2O2速”Fe3O4

2MgO2Al2。3不反應(yīng)

2CuO

常溫下表面形常溫下表面形鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星紫紅色的銅絲加

—

成氧化膜成氧化膜四射，生成黑色固體熱后變黑

通過金屬與氧氣能否反應(yīng)及反應(yīng)的難易程度判斷金屬的活動性：鎂、鋁〉鐵、銅〉金。

注意事項：鋁具有很好的抗腐蝕性能原因：鋁與空氣中氧氣反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁

薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。

2.金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)：金屬（金屬活動性在氫之前）+稀酸--鹽+氫氣（置換反應(yīng)）

鎂鋅鐵銅

固體逐漸溶解，產(chǎn)生大量固體逐漸溶解，產(chǎn)生較多固體逐漸溶解，無色溶液變?yōu)?/p>

氣泡氣泡淺綠色,產(chǎn)生少量氣泡不反

應(yīng)

Mg+2HC1=MgCb+H2TZn+2HC1=ZnCb+H2TFe+2HC1=FeCl2+H2T

Mg+H2s。4=MgS04+H2TZn+H2s04=ZnSCU+H2TFe+H2s04=FeS04+H2T

通過金屬與酸能否反應(yīng)或與酸反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬的活動性：鎂＞鋅＞鐵與酸

注意事項：鐵與鹽酸和稀硫酸反應(yīng)生成的鐵的化合物中，鐵元素的化合價為+2。含有Fe2+的

溶液呈淺綠色。

3.金屬與鹽溶液的反應(yīng)：金屬+鹽-新金屬+新鹽（置換反應(yīng)）

鐵釘+硫酸銅溶液鋁絲+硫酸銅溶液銅絲+硝酸銀溶液

鐵表面有紫紅色固體產(chǎn)生，

鋁表面有紫紅色固體產(chǎn)生，銅表面有銀白色固體產(chǎn)生，

溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠

溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。

色。

Fe+CuS04=Cu+FeS042A1+3CUSO4=A12(SO4)3+3CUCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2

活動性：鐵＞銅活動性：鋁＞銅活動性：銅〉銀

反應(yīng)條件：參加反應(yīng)的金屬活動性必須強(qiáng)于鹽中金屬的活動性（K、Ca、Na除外），且鹽必須可

溶。

知識拓展：鑒別黃金和假黃金（銅鋅合金）的方法：

①加入稀鹽酸或稀硫酸:有氣泡產(chǎn)生的是假黃金，反之為黃金。

②灼燒:有黑色物質(zhì)生成的是假黃金，反之為黃金。

4.置換反應(yīng)

（1）概念：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)。

（2）特點(diǎn)：單換單。

（3）注意：置換反應(yīng)中一定有元素化合價的變化。

知識點(diǎn)3：金屬的活動性順序

1.金屬活動性順序

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

-----------------------------------------------------------------＞

金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱

2.金屬活動性順序的規(guī)律

(1)在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，活動性就越強(qiáng)。

(2)在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。

(3)在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來

(KCaNa除外)。

3.應(yīng)用

(1)判斷金屬被開發(fā)利用的先后順序。

(2)判斷某些置換反應(yīng)能否發(fā)生。

(3)判斷金屬與混合鹽溶液反應(yīng)后濾液、濾渣的成分。

當(dāng)有多個置換反應(yīng)都能發(fā)生時，在活動性順序中金屬之間間隔遠(yuǎn)的，反應(yīng)先發(fā)生。一個置換反

應(yīng)結(jié)束后，另一個置換反應(yīng)才會發(fā)生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入鋅粒，鋅先和

硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，若鋅有剩余，才和硫酸亞鐵反應(yīng)。

注意事項：金屬化合物必須溶于水；AgCl不溶于水，不能用于和金屬發(fā)生置換反應(yīng)；K、Ca、

Na太活潑，常溫下和水反應(yīng)，不能置換出金屬化合物中的金屬。

4.金屬活動性順序的比較方法：比較Cu、Fe、Ag三種金屬的活動性順序

(1)選用試劑：Fe、CuSO4溶液、Ag

“兩金夾一液”:即選用三種金屬活動性最強(qiáng)和最弱的兩種金屬的單質(zhì)及活動性介于兩種金屬

之間的金屬的化合物溶液作為試劑，根據(jù)兩種金屬單質(zhì)分別與化合物溶液反應(yīng)的情況進(jìn)行判斷。

(2)選用試劑：FeS04溶液、Cu、AgNCh溶液

“兩液夾一金”:即選用三種金屬中活動性排在中間的金屬單質(zhì)及其他兩種金屬的化合物溶液

作為試劑，根據(jù)金屬單質(zhì)分別與兩種化合物溶液反應(yīng)的情況判斷。

注意事項：實(shí)驗前金屬需打磨，目的是除去金屬表面的氧化膜或污物。

知識拓展：除去金屬中雜質(zhì)金屬或金屬化合物溶液中的金屬化合物(除雜的要求：不增，不減，

易分離，易恢復(fù)原狀)

混合物方法有關(guān)化學(xué)方程式

①加入足量稀鹽酸，過濾、洗滌、干燥Zn+2HC1=ZnCb+H2T

Cu(Zn)

②加入足量硫酸銅溶液，過濾、洗滌、干燥

Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4

FeSO4(CuSO4)加入足量鐵粉，過濾Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

知識點(diǎn)4：鐵的冶煉

1.常見的金屬礦物

礦物名稱赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦

主要成分

Fe20sFe3O4FeCChAh03CuFeS2Cu2s

2.實(shí)驗室煉鐵：一氧化碳還原氧化鐵

片陷。

(1)實(shí)驗原理:3co+Fe2Ch2Fe+3c2

一氧化碳C

澄清

石灰水、

(2)實(shí)驗裝置:

(3)實(shí)驗步驟:①檢查裝置氣密性；②裝入藥品并固定；③通入純凈的CO；④給氧化鐵加

熱；⑤停止加熱；⑥停止通入CO。

(4)實(shí)驗現(xiàn)象:

A處B處C處

實(shí)驗現(xiàn)象紅棕色粉末逐漸變成黑色澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生藍(lán)色火焰

化學(xué)

Fe2O3+3CO遹迪

Ca(OH)2+CO2=CaCO3；+H202C0+02c02

方程式2Fe+3cCh2

(5)實(shí)驗注意事項:

①先通入CO一會兒，再給氧化鐵加熱；原因：排盡裝置中的空氣，防止加熱CO與空氣的混

合氣體發(fā)生爆炸。

②停止加熱，繼續(xù)通入CO至玻璃管冷卻；原因：防止生成的熱的鐵被空氣再次氧化。

③尾氣處理：①點(diǎn)燃，使CO變成無毒的C02；②在導(dǎo)管末端系一個氣球或用排水法將尾氣收

集起來。

⑷酒精噴燈的作用是提供高溫(如果用酒精燈，則加金屬網(wǎng)罩，金屬網(wǎng)罩可以集中火焰，提高

溫度)O

⑤澄清石灰水的作用：檢驗生成的二氧化碳。

3.工業(yè)煉鐵:

(1)設(shè)備：高爐

瑟獷石、焦炭、石灰石/

上層

3C0+Fe2O3=2Fe+3CO2

高溫

中層

C+CO2=2C0

點(diǎn)燃

下層

通風(fēng)口c+o2=co2

X

N：《〈通風(fēng)口

O：--j出遣口

一一史渲_

出鐵口W生鐵

(2)原料：鐵礦石(赤鐵礦或磁鐵礦)、焦炭、石灰石、空氣。

(3)反應(yīng)原理：C+02-C02^CO2+C邈2c0、3CO+Fe2O3-2Fe+3CO2o

(4)焦炭的作用：①提供熱量(C+02里C02)；②生成CO(C+CO2-2C0)

(焦炭雖具有還原性，但是CO氣體具有流動性，與鐵礦石接觸更充分)

(5)石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅(SiO2)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣(CaSiCh)。

(6)產(chǎn)品：生鐵(實(shí)驗室中“煉”出的鐵不含碳，而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳)。

4.不純物質(zhì)的計算

純凈物的質(zhì)量

純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)混合物的質(zhì)量X1°0/，

純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量X純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

純凈物的質(zhì)量

混合物的質(zhì)量

計算公式:純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注意事項：涉及不純物的化學(xué)方程式計算，代入計算的一定是純凈物質(zhì)量，如不純物需要轉(zhuǎn)換

成純凈物質(zhì)量。

知