内容正文:
期末复习·考点清单
九年级科学上册 •浙教版
专题二 金属 物质的转化综合
01
02
03
方法模型归纳
巩固提升
知识清单
目 录
知识清单
01
知识一 金属的化学性质
(一)有些金属常温下就能与氧气反应
(1)在常温下,金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续被空气氧化,因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4Al+3O2 = 2Al2O3
(2)在常温下,铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。
(二)有些金属能在空气中燃烧
2Mg+O2=2MgO,现象是剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体(氧化镁),放出热量。
(三)有些金属在空气中不燃烧,但能在氧气(纯氧)中燃烧
3Fe+2O2=Fe3O4,现象是剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(四氧化三铁),放出热量。
(四)有些金属虽不能燃烧,但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物
2Cu+O2 = 2CuO,现象是铜丝表面由紫红色变成黑色。
(五)金等金属即使在高温下也不与氧气反应
知识清单
01
知识一 金属的化学性质
金属与酸的反应
(一)金属与酸的反应
(1)镁、锌等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应,生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现,反应的化学方程式为
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
将燃着的木条接近有气泡产生的试管,松开拇指发现气体燃烧,此气体即为氢气。
(2)铜、银等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应,放入两种酸中无明显现象。
知识清单
01
知识二 金属活动性顺序
(一)金属与某些盐溶液的反应
把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中
结论:铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银,即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(二)金属活动性顺序
经过许多实验,入们总结出一些常见金属的金属活动性顺序
(1)在金属的活动性顺序中,金属位置越靠前,活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来,而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸),因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。
(3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强,在与盐溶液反应时,会先与溶液中的水发生反应,生成对应的碱和氢气,碱再与盐发生复分解反应。
知识清单
01
知识点三 非金属及其化合物间的转化
(一)有的非金属可以转化为非金属氧化物(以硫黄燃烧实验为例)
(二)非金属氧化物可以转化生成酸,不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物(以CO2与碳酸的转化实验为例)
实验步骤 实验现象 化学方程式
取一药匙硫黄,观察其外观 淡黄色粉末
将硫黄放到燃烧匙中,在酒精灯上点燃硫黄,观察现象 硫黄燃烧,产生淡蓝色火焰并放出热量,生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2 =SO2
把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内,观察现象 燃烧更旺, 产生明亮的蓝紫色火焰, 生成无色、有刺激性气味的气体 S+O2=SO2
实验步骤 实验现象 原因分析 反应的化学方程式
取2杯蒸馏水,向其中1杯蒸馏水中吹气或通入CO2。然后,分别向2只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液 吹气或通入二氧化碳的烧杯中滴入紫色石蕊试液后,溶液变红;另一烧杯无变化 吹气或通入二氧化碳的烧杯中,生成了碳酸 CO2+H2O==H2CO3
从2只烧杯中分别取少量液体放入试管中,加热,观察现象 变红色的烧杯内的溶液又变成了原来的紫色,另一烧杯内无变化 碳酸不稳定, 受热分解生成了二氧化碳和水 H2CO3 △ CO2↑+ H2O
知识清单
01
知识点四 金属及其化合物间的转化
(一)有的金属与非金属可以发生反应,转化成化合物(以铁粉和硫黄反应的实验为例)
(1)实验药品:铁粉(黑色),硫黄。
(2)实验步骤、实验现象、反应的化学方程式
(二)某些金属氧化物可以与水反应生成碱(活泼性较强的金属)
实验步骤 实验现象、反应的化学方程式
取少量铁粉放在白纸上,再取少量硫黄与铁粉混合。用磁铁接近混合物,观察现象 铁粉能被磁铁吸引
把混合物放进试管内,用酒精灯加热,观察现象 铁粉和硫黄反应发光,生成黑色固体,同时放出大量的热,反应的化学方程式为Fe+S △ FeS
将生成物倒在白纸上,观察生成物的外观,再用磁铁靠近生成物,观察磁铁能否吸引生成物 生成物呈块状,不能被磁铁吸引
实验步骤 实验现象 反应的化学方程式
在蒸发皿中放1小块生石灰,加少量水,搅拌,观察现象 生石灰与水反应放出大量的热 CaO+H2O= Ca(OH)2
向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液,观察现象 无色酚酞试液变红
知识清单
01
知识点四 金属及其化合物间的转化
(三)金属与其化合物的转化
金属 + 氧气 → 金属氧化物,
金属 + 非金属单质 → 盐(除O2,N2,C外);
金属氧化物 + 水→ 碱(只有BaO、K2O、CaO、Na2O能与水反应);
碱 + 酸 → 盐
金属氧化物 + 酸 → 盐和水。
用化学方程式表示下列物质间的转化:“钙→氧化钙→氢氧化钙→碳酸钙”,
①2Ca+O2===2CaO,
②CaO+H2O===Ca(OH)2,
③Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
写出相应的转化规律:金属→金属氧化物→碱→盐。
知识清单
01
知识点五 金属的冶炼
(1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。
(2)实验装置:如图所示。
(3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕,先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气,直到试管完全冷却)。
(4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色,同时试管口出现小水珠。
(5)注意事项
①试管口应略向下倾斜,且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
②氧化铜要铺在试管底部,目的是增大反应物的受热面积,加快反应速率。
③通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方,一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口,二是易把试管里 的空气排净,加热后不易发生危险。
④实验之前先通氢气后加热,目的是排出试管内的空气,防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯,继续通氢气,直至试管冷却为止。目的是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜,使实验失败。
⑤因为要先通氢气,实验结束后还要通氢气,所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。
知识清单
01
知识点六 化合物间的转化
研究表明:酸、碱盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化
a.金属 → 金属氧化物 → 碱 → 盐: 金属+氧气 → 金属氧化物, 金属氧化物+水 → 碱, 碱+酸 → 盐+水
b.非金属 → 非金属氧化物酸盐:
非金属+氧气 → 非金属氧化物,
非金属氧化物+水 → 酸, 酸+碱 → 盐+水
c.金属+酸→盐+氢气
d.金属1+盐1→金属2+盐2
e.金属+非金属 → 无氧酸盐
f.金属氧化物+非金属氧化物 → 含氧酸盐
g.碱+酸 → 盐+水
h.盐1+盐2 → 盐3+盐4
i. 金属氧化物+酸 → 盐+水
j. 非金属氧化物+碱 → 盐+水
k.碱1+盐1 → 碱2+盐2
l.酸1+盐1 → 酸2+盐2
方法模型归纳
02
(1)置换反应
①概念:由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
②形式: A+BC → AC+B
③特点:单换单
④置换反应类型
a.活泼金属与酸反应,如Fe+2HCl = FeCl2+H2 ↑
b.金属与盐溶液反应,如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
(2)四大基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应,它们的区别如下:
一、置换反应
反应类型 概念 特点 形式
化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C
分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+...
置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB
复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换、价不变 AB+CD → AD+CB
方法模型归纳
02
①相同条件下,金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应,产生H2的速度由快到慢的是 Mg>Al>Zn>Fe 。
②过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为 1:1:1:1 。
拓展:产生1gH2所需要的四种金属的质量分别是 Mg:12g;Al:9g;Zn:32.5g;Fe:28g 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量)
③等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2,
产生H2的量由多到少的是 Al>Mg>Fe>Zn 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量)
图像2:(X-HCl的质量,Y- H2的质量)
拓展:如何判断金属产生H2量的多少? 金属的相对原子质量/化合价 越小,等质量时产生的H2的量越多。
④等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后,溶液质量增加量由大到小的是 Zn<Fe<Mg<Al 。
⑤生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价),产生H2的量越小,相对分子量 越大 。
二、氢气制取图像
方法模型归纳
02
三、金属活动性顺序的应用
(1)判断某些置换反应能否发生
a.判断金属与酸能否反应条件:①金属必须排在氢前面 ②酸一般指盐酸或稀硫酸
b.判断金属与盐溶液能否反应:
条件:①单质必须排在盐中金属的前面 ②盐必须可溶于水 ③金属不包含K、Ca、Na
(2)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。如向CuSO4,AgNO3混合液中加铁粉,反应后过滤,判断滤液和滤渣成分。铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序,如果铁足量,先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu,那么溶液中只有FeSO4;如果铁的量不足,应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
(3)根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe,则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,
方法模型归纳
02
三、金属活动性顺序的应用
(4)利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。金属活动性越弱,从其矿物中还原出金属单质越容易; 金属活动性越强,从其矿物中还原出金属单质越难。所以越活泼的金属越不易冶炼,难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟。
(5)应用举例
a.湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术,即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
b.从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银,可用铁置换回收: Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag。
c.处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子,这些离子对生物有很大的危害,在排放前必须进行处理,可用铁置换回收:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
d.实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中,H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气,但Zn之前的金属与酸反应太快。不便操作;Zn之后的金属与酸反应太慢,花费时间太长,从经济效益和反应速率多方而考虑,Zn是最合适的金属。
方法模型归纳
02
1.原理:根据物质具有不同的特性,利用这种特性上的差异,选择适当的、实际的方法,将物质检验出来,要求现象明显。
2.检验方法
(1)物理方法:根据物质的特殊物理性质,如颜色、气味、水溶性等,通过观察、分析、判断、得出结论。
(2)化学方法:利用物质的特殊化学性质,反应时产生的特征现象,对所给物质进行检验。
3.物理方法
(1)常见有特殊颜色的物质(离子代表含有这种离子的溶液)
①固体物质:Cu:红(或紫红)色;CuSO4·5H2O:蓝色;S:淡黄色。
②沉淀:Cu(OH)2:蓝色;Fe(OH)3:红褐色。
③溶液:Fe2+:浅绿色;Fe3+:黄色;Cu2+:蓝色;MnO4-:紫红色。
(2)常见有特殊气味的物质
氨气:刺激性的氨味气体;SO2:刺激性气味气体。
四、物质的检验
方法模型归纳
02
(1)常见气体的检验
四、物质的检验
气体 检验方法 实验现象
O2 将带火星的木条伸入集气瓶内 木条复燃
CO2 将气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
H2 点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯 烧杯内壁有水雾(或水珠)生成
CH4 点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯;一段时间后,迅速倒转烧杯,向烧杯中加入澄清石灰水,振荡 烧杯内壁有水雾(或水珠)生成;澄清石灰水变浑浊
CO 点燃,在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯 澄清石灰水变浑浊
NH3 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊试纸变为蓝色
水蒸气 通过无水硫酸铜 无水硫酸铜由白色变成蓝色
HCl 先通入硝酸银溶液,再滴加稀HNO3 有白色沉淀生成,且沉淀不溶解
方法模型归纳
02
(2)常见离子的检验
四、物质的检验
离子 检验方法 实验现象
H+ ①取少量试剂滴加紫色石蕊溶液 石蕊溶液变红
②用玻璃棒蘸取少量试剂滴在pH试纸上 与标准比色卡对照pH<7
③取少量试剂加入Zn粒 有气泡产生
④取少量试剂加入碳酸钠 有气泡产生
OH- ①取少量试剂滴加紫色石蕊溶液 石蕊溶液变蓝
②取少量试剂滴加无色酚酞溶液 酚酞溶液变红
③用玻璃棒蘸取少量试剂滴在pH试纸上 与标准比色卡对照pH>7
④取少量试剂加入可溶性铜盐 有蓝色絮状沉淀生成
Cl- 取少量试剂滴加少量AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀,且沉淀不消失
SO42- 取少量试剂滴加少量Ba(NO3)2溶液和稀HNO3 产生白色沉淀,且沉淀不消失
CO32- 取少量试剂滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中 产生气泡,澄清石灰水变浑浊
方法模型归纳
02
(2)常见离子的检验
四、物质的检验
离子 检验方法 实验现象
Cu2+ 取少量试剂滴加可溶性碱 有蓝色絮状沉淀生成
Fe3+ 取少量试剂滴加可溶性碱 有红褐色沉淀生成
NH4+ 取少量试剂滴加可溶性碱,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 产生有刺激性气味的气体,红色石蕊试纸变蓝
Ag+ 取少量试剂滴加少量NaCl溶液和稀HNO3 产生白色沉淀,且沉淀不消失
Ba2+ 取少量试剂滴加少量Na2SO4和稀HNO3 产生白色沉淀,且沉淀不消失
Ca2+ 取少量试剂滴加可溶性碳酸盐溶液 有白色沉淀生成
方法模型归纳
02
1.物质的鉴别原则:操作简单、试剂种类少、现象明显。
2.物质鉴别的方法:应先简后繁,先用物理方法后用化学方法。
(1)物理方法:依据物质特殊的物理性质(如颜色、状态、气味、溶解性、溶解时的吸放热现象)进行观察、分析、判断,得出结论。
(2)化学方法:依据物质间反应时所产生的特殊反应现象(如变色、放出气体、生成沉淀、放热等)进行鉴别。
3.物质鉴别的形式
(1)一种试剂鉴别:选择一种试剂,分别加入待测物质中,观察实验现象。
(2)多种试剂鉴别:选择多种试剂,依次加入待测物质中,会出现明显不同现象。
(3)无试剂鉴别:先利用物质物理性质不同或物质间的相互反应(包括与生成物反应)而产生不同现象把物质鉴别出来。
五、物质的鉴别
方法模型归纳
02
1.以物质特征颜色为突破口
⑴ 固体颜色:Fe、C、CuO、MnO2、Fe3O4(黑色);Cu、Fe2O3(红色);Cu2(OH)2CO3(绿色);CuSO4·5H2O(蓝色)。
⑵ 溶液颜色:CuCl2、CuSO4(蓝色);FeCl2、FeSO4(浅绿色);FeCl3、Fe2(SO4)3(黄色)。
⑶ 火焰颜色:S在O2中燃烧(蓝紫色);S、H2在空气中燃烧(淡蓝色);CO、CH4在空气中燃烧(蓝色)。
⑷ 沉淀颜色:BaSO4、AgCl、CaCO3、BaCO3(白色);Cu(OH)2(蓝色);Fe(OH)3(红褐色)。
六、物质的推断
方法模型归纳
02
2.以物质特征状态为突破口
常见固体单质有Fe、Cu、C、S;
气体单质有H2、N2、O2;
无色气体有H2、N2、O2、CO、CO2、CH4、SO2;
常温下呈液态的物质有H2O。
六、物质的推断
方法模型归纳
02
3.以物质特征反应条件为突破口
点燃(有O2参加的反应); 通电(电解H2O); 催化剂(KClO3分解制O2);
高温(CaCO3分解,C、CO还原CuO、Fe2O3);
加热(KCIO3、KMnO4、Cu2(OH)2CO3等的分解,H2还原CuO、Fe2O3)。
六、物质的推断
方法模型归纳
02
4.以物质特征现象为突破口
⑴ 能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2。
⑵ 能使黑色CuO变红(或红色Fe2O3变黑)的气体是H2或CO,固体是C。
⑶ 能使燃烧着的木条正常燃烧的气体是空气,燃烧得更旺的气体是O2,熄灭的气体是CO2或N2;能使带火星的木条复燃的气体O2。
⑷ 能使白色无水CuSO4粉末变蓝的气体是水蒸气。
⑸ 在O2中燃烧火星四射的物质是Fe。
⑹ 在空气中燃烧生成CO2和H2O的物质是有机物,如CH4、C2H5OH等。
⑺ 能溶于盐酸或稀HNO3的白色沉淀有CaCO3、BaCO3;不溶于稀HNO3的白色沉淀有AgCl、BaSO4。
六、物质的推断
方法模型归纳
02
5.以元素或物质之最为突破口
⑴ 地壳中含量最多的元素是O,含量最多的金属元素是AI。
⑵ 人体中含量最多的元素是O。 ⑶ 空气中含量最多的元素是N。
⑷ 形成化合物最多的元素是C。 ⑸ 质子数最少的元素是H。
⑹ 相对分子质量最小、密度也最小的气体是H2。
⑺ 相对分子质量最小的氧化物是H2O。
⑻ 自然界中硬度最大的物质是金刚石。
⑼ 空气中含量最多的气体是N2。 ⑽ 最简单的有机物是CH4。
⑾ 最常用的溶剂是H2O。 ⑿ 人体中含量最多的物质是H2O。
六、物质的推断
方法模型归纳
02
化学推断题解题技巧和思路
1.审题:认真审读原理,弄清文意和图意,理出题给条件,深挖细找,反复推敲。
2.分析:抓住关键,找准解题的突破口,突破口也称为“题眼”,指的是关键词、特殊现象、物质都特征等等,然后从突破口出发,探求知识间的内在联系,应用多种思维方式,进行严密的分析和逻辑推理,推出符合题意的结果。
3.解答:根据题目的要求,按照分析和推理的结果,认真而全面地解答。
4.检验:得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中检验,若完全符合,则说明答案正确。若出现不符,则说明答案有误,需要另行思考,推出正确答案。
六、物质的推断
巩固提升
03
1.(2023秋•德清县期末)某兴趣小组想从含有氯化亚铁、氯化铜的废液中回收金属铜和氯化亚铁晶体,设计了如图所示的实验方案。
(1)操作Ⅲ的名称是 ,固体G是 (填化学式)。
(2)写出物质A在废液中发生反应的化学方程式 。
巩固提升
03
【解答】解:(1)结合以上分析可知,操作Ⅲ的名称是蒸发结晶;固体G是FeCl2;
(2)铁与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,物质A在废液中发生反应的化学方程式为Fe+CuCl2=FeCl2+Cu。
巩固提升
03
2.(2023秋•上城区期末)碳酸锂是制备锂电池的重要原料,工业上以锂辉石为原料制取碳酸锂,如图是一种模拟提纯碳酸锂的工艺流程,根据要求回答问题。
【查阅资料】
Ⅰ.锂辉矿主要成分为Li2O3,含泥沙等杂质。
Ⅱ.碳酸锂(Li2CO3)是无色晶体,化学性质与Na2CO3类似,溶解性受温度影响与氢氧化钙类似。
(1)“酸浸槽”中加入的酸的化学式为 。
(2)“洗涤槽”时使用热水的目的是 。
巩固提升
03
【解答】解:(1)根据流程可知,有硫酸锂溶液进入反应器内,锂辉矿主要成分为Li2O3,含泥沙等杂质,加入过量的硫酸后得到硫酸锂和二氧化碳气体,因此“酸浸槽”中加入的酸的化学式为硫酸,化学式为H2SO4;
(2)碳酸锂(Li2CO3)是无色晶体,化学性质与Na2CO3类似,溶解性受温度影响与氢氧化钙类似,即温度升高,碳酸锂的溶解度减小,“洗涤槽”时使用热水的目的是降低碳酸锂的溶解度,便于碳酸锂晶体的析出。
巩固提升
03
3.(2023秋•长兴县期末)回收利用废金属是解决废金属造成资源浪费和不同程度的环境污染的方法之一。我市一家大型化工厂处理回收含铜废料的生产流程与部分操作如下:
(注:步骤Ⅰ得到的残留物不溶于水和稀硫酸)
请回答下列问题:
(1)黑色固体A的成分是 (用化学式表示)。
(2)写出步骤Ⅲ的一个反应的化学方程式 。
(3)通常在步骤Ⅲ必须加入略过量的“铁屑”,原因是 。
巩固提升
03
【解答】解:(1)黑色固体A和稀硫酸反应生成蓝色溶液B,所以B中含有铜离子,A是氧化铜,化学式为:CuO;故答案为:CuO;
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+CuSO4═Cu+FeSO4(或Fe+H2SO4═H2↑+FeSO4);故答案为:Fe+CuSO4═Cu+FeSO4(或Fe+H2SO4═H2↑+FeSO4);
(3)加入过量的铁实际是将硫酸铜全部转化成硫酸亚铁;故答案为:使CuSO4溶液充分反应。
$$