人教版九年级化学第八章-金属及其利用讲义

1、第八单元 金属和金属材料第一节 金属材料1、金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。2、金属的物理性质 在常温下一般为固态汞为液态，有金属光泽大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。3、金属之最地壳中含量最多的金属元素铝 人体中含量最多的金属元素钙目前世界年产量最多的金属铁铁铝铜导电、导热性最好的金属银银铜金铝熔点最高的金属钨 熔点最低的金属汞硬度最大的金属铬 密度最大的金属锇密度最小的金属锂4、金属的分类黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。重金属：如铜、锌、铅等轻金属：如钠

2、、镁、铝等5、金属的应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。铜、铝电线导电性好、价格低廉钨灯丝熔点高 铬电镀硬度大铁菜刀、镰刀、锤子等 汞体温计液柱银保温瓶内胆 铝“银粉、锡箔纸5、合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。合金是混合物。金属氧化物不是合金。目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。6、常见的合金：合金

3、铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金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是含铬、镍的钢，具有抗锈蚀性能。生铁较脆，钢铁具有韧性。生铁常制成暖气片。紫铜是纯铜熔点低见下具有形状记忆效应7、钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体具有良好的“相容性，可用来造人造骨。钛和钛合金的优点： 熔点高、密度小； 可塑性好、易于加工、机械性能好； 抗腐蚀性能好。生铁和钢性能不同的原因：含碳量不同。第二节 金属的化学性质1、金属与氧气的反响镁、铝： 在常温下能与空气中的氧气反响：2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3铝

4、的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反响，其外表生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。铁、铜 在常温下、枯燥的环境中，几乎不与氧气反响，但在潮湿的空气中会生锈。铁、铜在高温时能与氧气反响：3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO金即使在高温时也不与氧气反响。2、金属与酸的反响：活泼金属酸 盐H2 描述现象时，需要注意： 如果有铁、铜元素参加反响，一定要注意溶液颜色的变化； 反响放热，但是只有镁和酸反响时放热现象明显。3、置换反响：由一种单质和一种化合物反响，生成另一种单质和另一种化合物的反响是置换反响。 当铁单质参加置换反响时，生成物中的铁元素呈+2价。4、常见金属在溶液中的

5、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，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。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。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。钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反响生成碱和氢气，然后碱和盐反响。5、金属与盐溶液的反响：金属盐另一金属另一盐条件：“前换后，盐可溶 在活动性顺序中，金属的距离大的，反响先发生。一个置换反响结束后，另一个置换反响才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶

6、液中参加锌粒，锌会先和硫酸铜反响，反响完毕后锌才和硫酸亚铁反响。6、“湿法冶金的反响原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4Fe2+的盐溶液是浅绿色的，Fe3+的盐溶液是黄色的，Cu2+的盐溶液是蓝色的。7、比拟Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序使用铁、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，铁外表没有现象；而银外表会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。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，铜外表会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。选用试剂时

7、，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。第三节 金属资源的利用和保护1、矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石及主要成分：赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、黄铁矿FeS2、菱铁矿FeCO3、铝土矿Al2O3、黄铜矿CuFeS2、辉铜矿Cu2S等。2、铁的冶炼实验室一氧化碳复原氧化铁工业高炉炼铁设备：高炉图见书17页。原料：铁矿石赤铁矿或磁铁矿、焦炭、石灰石、空气。反响原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅SiO2转变

8、为炉渣CaSiO3。产品：生铁实验室中“炼出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳。3、含杂质的反响物或生成物的有关计算当参加反响的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。一般利用该公式及其变形：。【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？【解法1】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：设生成的铁的质量为x。折合为含铁96%的生铁的质量为答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。【解法2】设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。x不是纯物质的质量，不能直接代入计算1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：植物

9、油枯燥剂4、铁生锈的实验见右图【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、棉花和枯燥剂氯化钙等。【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；一根放在枯燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。【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。【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。【考前须知】第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。

10、5、除去铁锈的方法物理方法：刀刮、砂纸打磨。化学方法：少量、屡次地滴加稀盐酸或稀硫酸。6、防止铁制品生锈的方法保持铁制品的洁净、枯燥；擦干后涂一层保护膜作用：隔绝空气、防水。具体方法如下：物理方法刷漆油漆或银粉、涂油化学方法电镀其它金属铬或锌、烤蓝制成不锈钢。7、金属资源的保护措施： 防止金属的腐蚀； 回收利用废旧金属； 有方案、合理地开采矿物； 寻找金属的代用品。例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产本钱，减少对环境的污染。 第8单元综合练习 可能用到的相对原子质量：Fe：56 O：16 C：12 一、选择题1以下属于合金的是 A. 黄

11、铜 B黄金 C. 石墨 D氧化铁 2以下说法正确的选项是 A铁在潮湿的空气中容易生锈 B金属的活动性：ZnAgCu C合金属于纯洁物 D铝是地壳中含量最多的元素 3铁是应用最广泛的金属之一以下物质中不能与氧化铁反响生成铁的是 A木炭 B氢气 C. 一氧化碳 D氧气4以下金属中一定以化合物形态存在于矿物之中的是 A金 B银 C. 铂 D铁 5. “绿箱子环保方案废弃 及配件回收联合行动已在全国40个重点城市中开展了近两年，以下有关废弃 中的金属材料回收利用的说法不正确的选项是 A. 可以节约金属资源 B可以节约冶炼相关金属所消耗的能源 C. 可以减少对环境的污染 D回收废弃 中的金属材料没有任何

12、价值 6将铁片分别放入以下溶液中充分反响，反响后溶液质量比反响前减轻的是 AAgNO3 BH2SO4 CHCl DFeSO4 7.人类每年从自然界中提取大量的金属铁，以下关于铁的说法正确的选项是 A铁是由钢冶炼成的 B生铁是含有碳的铁合金 C. 炼铁的过程是把铁矿石变成氧化铁 D被腐蚀后的铁制品属于不可回收垃圾 8钛合金是21世纪的重要材料，工业上制取钛的一个反响是：TiCl4+2MgTi+2MgC12，该反响类型属于 A. 化合反响 B分解反响 C置换反响 D以上都不对 9以下防止铁生锈的方法中，不恰当的是 A. 保持铁锹枯燥 B在铁护栏上刷一层油漆 C. 将精密钢铁零件放入油中 D使用后的

13、菜刀用湿抹布盖上10我国在西汉时期就已经创造湿法炼铜的方法，到宋朝已把此方法用于生产中，并形成了一定的生产规模此反响属于 A. 化合反响 B分解反响 C. 置换反响 D氧化反响 11关于金属物品的使用正确的选项是 A. 铝合金门窗变旧变暗后使用砂纸或钢丝球打磨 B铁桶中参加CuSO4溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液 C. 铝壶内的水垢用质量分数为18的热盐酸长时间浸泡 D校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈蚀 12将甲、乙两种金属片分别放入CuSO4溶液中，甲外表析出金属Cu，乙外表没有发生反响，据此判断，三种金属的活动性顺序是 A. 甲铜乙 B铜甲乙 C. 乙铜甲 D甲乙铜 13以下

14、物质中，不能用金属跟盐酸反响来制取的是 A. 氯化锌 B氯化镁 C. 氯化铁 D氯化亚铁 14为比拟4种金属X、Y、Z、W的活动性，小刚进行了一系列实验，结果如下表所示其中能反响的记为“，不能反响的记为“，无标记的表示未做该实验参加反响的物质XYZWW(NO3) 2溶液2NO3溶液稀盐酸那么它们的金属活动性顺序为 AYWXZ BYWZXC YXWZ DXYWZ 二、填空题15汽车、机器上的齿轮、门把手、锯条、铁洗脸盆、铁柜、铁轴、剪刀等常见的铁制品，以上物品的防护措施有以下几种，用序号填空 (1)在外表刷一层油漆 ； (2)在外表涂上机油 ；(3)在外表镀上一层其他金属 ； (4)在外表烧制搪

15、瓷 ； (5)使其外表形成致密的氧化膜 16某校实验室有一批生锈的铁架台，该校初三(1)班化学兴趣小组设计了一个铁架台翻新“三步骤方案：用砂纸打磨铁架台；用适量稀酸清洗，水洗，晾干；防锈处理请答复：(1) 的目的是 (2)中所用的稀酸是 ，其除锈的化学方程式为 (3)写出的具体做法： 17Cu、Fe、Al、Ag、Au是生产生活中常用的金属下面是学习小组关于这几种金属的学习交流请你参与交流并答复以下问题：(1)李明同学在对上述金属分类时，他根据金属的某种化学性质相同，将“Au、Cu、X划分为一类你认为X是 (2)请你写出上述一种金属与AgNO3溶液反响的化学方程式： 三、简答题 18.(1)铝是

16、一种化学性质比拟活泼的金属，但通常铝制品却很耐腐蚀，这是因为 (2)实验室的废酸液不能直接倒入下水道，其原因是 .(3)工人师傅在切割钢板时，常用CuSO4溶液画线是因为(用化学方程式表示) . 19.如图836所示，先在锥形瓶中放入几小片已用稀盐酸除去锈斑的铁丝网，然后向其中参加34 mL浓食盐水润湿铁丝网，塞紧带导管的单孔塞，导管另一端伸入水中假设干分钟后，请你观察并答复： 实验现象及相应解释请写出你观察到的现象并作出相应解释： (1) ；其原因是 (2) ；其原因是 得出结论 由此实验你得出结论： 20有一批铁质螺丝钉已经开始生锈，你能用化学方法除锈，并做防锈处理吗?请简要写出你的做法

17、四、实验题 21.下表是生活中某种常见金属X的局部性质：颜色状态硬 度密 度熔 点导电性导热性延展性银白色固体软7.9 g/cm31525良好良好良好 将金属X投入盐酸中，有大量气泡生成根据上述信息，答复以下问题： (1)试推断金属X可能的一种用途 . (2)将金属X放入硫酸铜溶液中，观察到的现象是 . (3)请自选试剂，设计实验比拟金属X与Mg的活动性强弱完成下表：你的一种猜测操 作现 象结 论假设成立，金属X的活动性比镁弱 22.同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取一次盐酸的探究方案请你和他们一起完善探究方案并答复有关问题 (

18、1)填表实验步骤观察到的现象在试管中参加少量盐酸，插入铁丝，充分作用在所得的溶液中插入 ，充分作用 无明显现象无明显现象在所得的溶液中插入 ，充分作用 结论：金属活动性AlFeCu(2)将铝丝插入前应进行的操作是 (3)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出活动性AlFe HCu的结论小华要补充的实验是 (4)小强同学认为要得到活动性AlFeHCu的结论，不必做补充实验，只需将小刚同学的方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是 .五、计算题 23.(学科内综合题)小华想测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀盐酸

19、和必要的仪器(1)你认为能测出其中铜的质量分数的是 合金 (2)小华取该合金的粉末325 g，与足量该盐酸充分反响，经测定，产生了04 g气体，请求出该合金中铜的质量分数 24.某钢铁厂每天需消耗1000 t含氧化铁(Fe2O3)80的赤铁矿石，该厂理论上可以炼出含铁96的生铁的质量是多少?(Fe2O3+3CO2Fe+3CO2)参考答案1、A提示：黄金、石墨、氧化铁是纯洁物，黄铜是铜锌合金，是混合物 2A提示：金属活动性ZnCuAz；合金属于混合物；铝是地壳中含量最多的金属元素，含量最多的元素为氧；故B、C、D错 3D提示：木炭、氢气、一氧化碳都具有复原性，可将氧化铁复原成铁故正确答案为D 4

20、D提示：铁的化学性质比拟活泼，与自然界中的物质反响形成化合物 5D提示：回收利用废旧金属，既节约资源，又减少环境污染故正确答案为D) 6A提示：铁的相对原子质量小于银的相对原子质量，所以在反响Fe+2AgNO3Fe(NO3) 2+2Ag过程中溶液质量减轻；而Fe的相对原子质量大于氢气的相对分子质量，所以Fe与稀HC1、稀H2SO4反响后溶液质量均增加Fe与FeSO4不反响，故正确答案为A 7 B提示：铁是由铁矿石炼制而成的，所以A项错误炼铁的过程不是把铁矿石变成氧化铁，铁制品被腐蚀后可回收利用，所以C、D都错生铁是含碳的铁的合金故正确答案为B 8C提示：置换反响是一种单质与一种化合物反响生成另

21、一种单质和另一种化合物的反响，反响物Mg为单质，TiC14为化合物；生成物Ti为单质，MgC12为化合物 9D提示：铁在潮湿的空气中易生锈 10C提示：湿法炼铜的原理：Fe+CuSO4Cu+FeSO4，一种单质和一种化合物反响，生成另一种单质和另一种化合物的反响是置换反响 11D提示：铝制品外表的氧化膜不能用砂纸或钢丝球打磨；CuSO4能和铁反响腐蚀铁桶；用盐酸长时间浸泡会损坏铝壶 12A提示：甲能将CuSO4溶液中的Cu置换出来，说明甲比铜活泼，而乙不与CuSO4溶液反响，说明铜比乙活泼 13C提示：Fe与稀盐酸反响生成氯化亚铁 14A提示：Y和W都能与盐酸反响，而X、Z不能，可知Y和W在金

22、属活动性顺序中都排在氢的前面，而X和Z排在氢的后面，Y又能置换出W(NO3) 2中的W，说明Y的活动性强于W，同理X能置换出ZNO3中的Z，说明X的活动性强于Z，即金属活动性：YWXZ故正确答案为A15(1) (2) (3) (4) (5)提示：此题是一道知识应用题，主要考查金属防锈的知识，在考虑防锈措施时，要根据不同情况采取不同的方法根据铁制品生锈的条件，防止铁制品生锈的根本思路是破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品隔绝空气和水防止铁制品锈蚀的具体方法：保持铁制品外表洁净、枯燥；在铁制品外表覆盖保护膜，如油、油漆、搪瓷等；通过化学反响使铁制品外表生成一层致密的氧化物薄膜 16(1)除铁锈 (2)稀

23、盐酸(或稀硫酸)；Fe2O3+6HCl2FeC13+3H2O或Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O (3)刷上防锈漆等提示：(1)用砂纸打磨的目的是除去铁架台外表的铁锈；(2)除去铁锈可用稀盐酸或稀硫酸；(3)防锈的措施有涂油、刷漆、镀上一层金属、改变金属的结构等 17(1)Ag (2)Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag或Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2；Al+3AgNO33Ag+A1(NO3)3提示：将Au、Cu与X根据化学性质相同划为一类，那么Au、Cu化学性质不活泼，所以将化学性质不活泼的Ag与Au、Cu划为一类，Fe、Cu、A1均比Ag活泼，都可以与A

24、gNO3溶液反响 18(1)铝在空气中与氧气反响，其外表生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步被氧化 (2)为了防止酸将下水道腐蚀 (3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu提示：此题考查了金属的化学性质(1)铝在常温下就能和空气中的氧气发生氧化反响，生成致密的氧化铝薄膜，包在铝的外表，由于氧化铝性质稳定，因而铝制品耐腐蚀(2)下水管道一般是铁制品，酸能与铁发生反响，将其腐蚀(3)铁比铜活泼，能把铜从其化合物溶液中置换出来，铜显紫红色，会使画线处有明显的痕迹 19(1)铁丝网生锈；铁与氧气、水相互作用生成铁锈(2)插入烧杯中的导管内的液面上升；锥形瓶中的氧气与铁反响后，瓶内气压减小；铁在有水(或其他盐溶液)存在下，极易与空气中的氧气反响而锈蚀提示：由于铁丝与空气、水同时接触而