第八单元金属和金属材料课件-2024-2025学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 金属和金属材料 金属材料 纯金属：铁、铝、铜等 合金 概念：在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特征的混合物 特性：合金与组成它们的纯金属相比，一般硬度更①__、熔点更②__、抗腐蚀性更③__ 举例：常见的铁合金有生铁(含碳2%～4.3%)和钢(含碳0.03%～2%) 大 低 强 金属和金属材料 金属 物理性质 共性：有金属光泽，有导电性、导热性和延 展性 特性 颜色：铁、铝等大多数金属都呈银白色，但铜却呈④_____色，金呈⑤___色 状态：在常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是固体，但⑥___却是液体 紫红 黄 汞 金属和金属材料 金属 化学性质 与氧气反应 镁：在空气中点燃，剧烈燃烧，发 出⑦____________，生成白色 固体，化学方程式为 ⑧____________________ 铝：具有很好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步氧化；反应的化学方程式为⑨___________________ 根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同，可以在一定意义上反映金属的活泼程度 耀眼的白光 2MgO 4Al＋3O2===2Al2O3 2Mg＋O2 金属和金属材料 铁：在氧气中点燃，剧烈燃烧，⑩_________，生成黑色固体 铜：在空气中加热，表面生成⑪___色物质 金：“真金不怕火炼”说明金在高温时⑫_____与氧气反应 金属 化学性质 与氧气反应 根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同，可以在一定意义上反映金属的活泼程度 火星四射 黑 不能 金属和金属材料 金属 化学性质 镁：与盐酸反应非常剧烈，化学方程式为⑬__________________________ 锌：与盐酸反应较剧烈，化学方程式为⑭__________________________ 铁：与盐酸反应较慢，溶液由无色变为⑮_____色 铜：加入盐酸，无明显现象 根据金属与酸能否反,应及反应的剧烈程度，可反映金属的活动性 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 浅绿 与酸反应 金属和金属材料 金属 化学性质 与金属化合物溶液反应 铝与硫酸铜 现象为⑯__________________ ___________________ 化学方程式为⑰____________ ____________________ 铜与硝酸银 现象为⑱_________________ ____________________ 化学方程式为Cu＋2AgNO3 ===Cu(NO3)2＋2Ag 铜与硫酸铝：无明显现象，证明活 动性：铝⑲___(填“>”, 或“<”)铜 “强”换“弱”，即活动性强的金属能把活动性较弱的金属从其化合物溶液里置换出来 有红色固体析出， 溶液由蓝色变为无色 2Al＋3CuSO4 ===Al2(SO4)3 ＋3Cu 有银白色固体析出， 溶液由无色变为蓝色 > 金属和金属材料 金属 金属资源的利用和保护 存在形式：在自然界中，除金、银等以⑳_____形式存在外，多数金属都以㉑______的形式存在 铁的冶炼 原理：㉒_____________________________ (用化学方程式表示) 工业炼铁(产品是生铁) 原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石和空 气等 主要设备：炼铁高炉 焦炭的作用 ㉓_______________(提供热量) ㉔_________________(提供还原剂) 单质 化合物 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 C＋O2 CO2 CO2＋C 2CO 金属 金属资源的利用和保护 金属和金属材料 金属资源保护 铁的腐蚀与防护 (铁生锈的条件：㉕__________________ __________ 铁锈的主要成分：㉖_________________ ________ 防止铁生锈的方法：在铁制品表面覆盖保护层，如㉗_____、_______等；保持铁制品表面洁净与干燥；改变金属组成，制成耐腐蚀的合金等 保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，废旧金属的回收利用，有计划、合理地开采矿物，寻找金属的代用品 与空气(或氧气)和水 同时接触 Fe2O3·xH2O(或 Fe2O3) 涂油 刷油漆 1．金属铁的反应或转化(如图1所示)： ①___________________________ ②___________________________ ③___________________________ ④___________________________　　 ⑤___________________________ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu 3Fe＋2O2 Fe3O4 Fe2O3＋3H2 2Fe＋3H2O 2Fe2O3＋3C 4Fe ＋3CO2↑ 2. 金属铜的反应或转化(如图2所示，化学方程式不能与1重)： ①____________________　　 ②______________________ ③________________________________________ __________________________________________ ④___________________________ _____________________________ ⑤__________________________________ 2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu (或Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu等，合理即可) 2Al＋3CuCl2===2AlCl3＋3Cu (或Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu) Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 2Cu＋O2 2CuO CuO＋H2 Cu＋H2O 易错点1 金属共性与特性的理解 1.下列有关金属的说法正确的有 ( ) ①常温下所有金属都是银白色的固体　 ②自然界中金属都是以化合物的形式存在的　 ③生铁的含碳量比钢的高　 ④金属有优良的导电性，所以有优良导电性的物质一 定是金属 　 ⑤铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素　 ⑥金属都能与酸反应产生氢气 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 B 易错点2 金属材料和合金的判断 2.下列各组物质中，属于金属材料的是_________(填数字序号，后同) ；属于合金的是_______。 ①铜； ②硅钢；③硬铝； ④金刚石；⑤生铁；⑥赤铁矿 ①②③⑤ ②③⑤ 易错点3 合金与纯金属的组成与性质差异的理解 3.下列有关合金的说法正确的是 ( ) A. 合金中至少含两种金属元素 B. 合金中元素以化合物的形式存在 C. 合金一定是混合物 D. 合金各组分比例改变，性能不变 4. 请用“＞”或“＜”填空： ①含碳量：生铁____钢； ②硬度、抗腐蚀性：铜____黄铜； ③熔点：焊锡____锡。 C ＞ ＜ ＜ 易错点4 金属活动性顺序的应用 5. 向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是 ( ) A. a点溶液中不含AgNO3 B. 图中b～c段溶液质量增加的原因是 Zn与Cu(NO3)2溶液反应 C. b点时溶液中金属离子有Zn2＋、Cu2＋， 金属单质有Zn、Cu、Ag D. c点和d点溶液中溶质种类不同，金属单质种类也不同 B 6. 现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中均显＋2价)。则下列说法正确的是 ( ) A.甲、乙、丙依次可能是Mg、Zn、Fe B. 金属活动性：丙＞甲＞乙 C. 相对原子质量：乙＞丙＞甲 D. 消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙 D 7. (2023秋·惠城区期末)金属的回收再利用。 某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示。 (1)预处理过程中将废旧零部件粉碎的作用是________ ____________________________。 (2)步骤Ⅰ中加入稀硫酸后发生反应的化学方程式为 _________________________________。 增大反应 物的接触面积，加快反应速率 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ (3)步骤Ⅱ的实验现象为__________________________ _____________________。 (4)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都要进行的操作是_____，实验室进行该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_______。 (5)固体A中的主要成分有________。 固体表面有银白色物质析出， 溶液由无色变为蓝色 过滤 玻璃棒 铜和银 1. [跨学科·物理]如图所示，调节杠杆平衡后开始进行实验。 (1)实验1：加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变为_____，细铜丝团_____(填“上升”或“下沉”)，其反应的化学方程式为_______________。 黑色 下沉 2Cu＋O2 2CuO (2)实验2：将铁丝团浸入盛有硫酸铜溶液的集气瓶中，观察到集气瓶中的现象为铁丝团表面附着一层_____固体；溶液由_____变成_______，松手后，发现稳定后的砝码比起始位置高，原因是__________________ _____________(用化学方程式解释)。 若将左侧硫酸铜溶液换为稀硫酸溶 液，一段时间后移走稀硫酸溶液， 铁丝团会_____(填“上升”或“下沉”)。 红色 蓝色 浅绿色 上升 Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu (3)实验3：一段时间后，铁粉包下沉，是因为铁粉与________________发生反应。 水、氧气(或空气) 2. [实际应用]在高铁建设中需要用到金属材料。化学兴趣小组开展主题调查探究。 任务一：高铁建设中金属材料的选择 沿海地区的铁路由于酸雨、高温、潮湿、盐雾(主要成分为氯化钠)等影响，钢轨和扣件锈蚀都十分严重。某地区隧道在3年时间内，锈蚀严重的区域，剥落厚度达1 mm。化学兴趣小组同学为探究铁生锈的条件，进行①②③实验。 (1)通过对比实验_____可知铁生锈需要水。 (2)为探究醋酸、氯化钠对铁生锈的影响，小组同学补充④⑤实验，利用数字化实验检测试管内氧气含量随时间的变化关系如图2所示。由图可获得的结论是__________________________________________ _________________________。 ①② 稀醋酸和氯化钠都能加快铁的锈蚀，且稀醋酸对铁锈蚀的影响大于食盐水 任务二：高铁建设中金属材料的获取 (3)2021年，我国科学家们用竹子做原料，研发出的竹缠绕复合材料已正式投入到高铁车厢的建造中。从资源或环保的角度看，竹缠绕复合材料相较于纯金属制造高铁车厢的意义有______________________ ___________________(填1条)。 可以节约金属资源，减少 环境污染(合理即可) (4)工业上可通过高炉利用赤铁矿石冶炼铁，冶炼的原理是______________________________(用化学方程式表示)。铝可通过电解氧化铝制得，产物为铝和另一种单质，反应的化学方程式为 ________________________。 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 2Al2O3 4Al＋3O2↑ 任务三：高铁建设中金属材料的保护 (5)铁易生锈，高铁车身选用铝合金在运行过程中较光亮，原因是__________________________________ ___________________________。 (6)列车弓网系统铜导线表面生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]导致强度降低，甚至开断脱落，引起故障。据铜绿组成分析，铜相较于铁，其生锈还与空气中的 _____(填化学式)有关。综合因素考虑，在高铁建设中应选用铜合金减少锈蚀。 铝在空气中会生成一层致密的氧化铝薄 膜，阻止反应进一步发生 CO2 任务四：我为列车蚀刻车牌 “金属蚀刻”需要先将蚀刻的图形转移到金属基材上，基材与蚀刻液接触后，保护膜以外的部分会溶解腐蚀，形成凹坑，蚀刻的图形就出来了。 (7)工业处理大量金属基材时常用“酸洗”去除金属表面上的氧化膜和锈蚀物。如用盐酸去除铁锈，但“酸洗”时间不宜过长，原因是_____________________ (用化学方程式解释)。 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (8)实验室提供以下试剂制成蚀刻液：稀盐酸、Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液，同时常用用品有：镊子、砂纸、石蜡、笔等。在铝和铁材料表面蚀刻图案可用酸作为蚀刻液，在铜材料表面蚀刻图案，由实验室提供的蚀刻液中可选择______ _____作为蚀刻液。在铁材料表面蚀刻图案过程如下：用砂纸将表面打磨干净光亮，______________ ____________________________________________ __________________________________________________(填操作)，2～3分钟后，洗涤干净后晾干。 AgNO3 溶液 熔化石蜡，将铁 板表面覆盖一层石蜡，冷却后，用笔在处理后的铁板上画出蚀刻图案，在图案凹坑内滴加盐酸或硫酸铜等蚀刻液 $$