第八单元金属和金属材料知识点汇总-2024-2025学年九年级化学人教版下册

九年级下化学知识点汇总 （第八单元） 第八单元：金属与金属材料 课题1 金属材料 知识导航 知识精讲 一、金属材料的发展和利用 金属材料包括_________和_________。  1. 金属材料的发展 石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的发现和使用 即金属材料被广泛利用的顺序由早到晚依次是_____________。 2. 金属材料的应用 ①应用最广泛的金属是铁 ②世界上年产量居前三位的金属依次是_____________。 ③钛和钛合金被认为是21世纪重要的金属材料 【答案】纯金属 合金 Cu、Fe、Al 　 Fe、Al、Cu 二、金属的物理性质 1. 物理共性 常温下，大多数金属为银白色固态，有金属光泽，具有导电性、导热性、延展性，密度较大，熔点较高等。 2. 差异性 ① 大多数金属都呈银白色，铜为紫红色，金呈黄色； ② 在常温下，大多数金属都是固体，汞是液体； ③ 金属在导电性、导热性、密度、熔点、硬度、延展性等方面均有较大差异。 3. 金属之最 ① 熔点最高：钨W（3410℃）；熔点最低：汞Hg（-39℃）。 ② 延展性最好：金Au，可制成万分之一毫米的金箔，铝、锡都是常见的延展性很好的金属。 ③ 导电导热性最好：银Ag，铜Cu，金Au，铝Al。 ④ 地壳中含量最高的金属元素——铝 ⑤ 人体中含量最高的金属元素——钙 ⑥ 目前世界年产量最高的金属——铁 三、性质决定用途 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，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。 四、合金 1. 定义 将金属与某些金属或非金属加热熔合在一起，形成具有金属特性的混合物。 2. 常见的铁合金——生铁和钢 铁合金 生铁 钢 含碳量 2%~4.3% 0.03%~2% 机械性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，韧性大，塑性好 3. 特性 （1）一般来说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。 （2）一般来说，合金的硬度比它的各成分金属的硬度都大。 （3）一般来说，合金的抗腐蚀性比它的各成分金属都好。 课题2 金属的化学性质（上） 知识导航 知识精讲 一、金属与氧气反应 1. 常温下反应 金属 方程式 现象 Al 银白色的铝的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜 Mg 银白色的镁条在空气中表面会逐渐变暗，生成白色固体 2. 高温下反应 金属 方程式 现象 Fe 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，有黑色固体生成 Mg 发出白光，放出大量的热，生成白色固体 Cu 生成黑色固体 【答案】4Al + 3O2 ==== 2Al2O3 2Mg + O2 ==== 2MgO 3Fe+2O2 Fe3O4 2Mg+O2 2MgO 2Cu + O2 2CuO 3. 金即使在高温下，也不跟氧气反应。 4. 金属活动性由强到弱的顺序：镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 二、金属与酸反应 金属 与稀盐酸/稀硫酸反应的现象 反应速度 反应方程式 镁 剧烈反应，镁逐渐溶解，产生大量气泡 很快 Mg + 2HCl === MgCl2 + H2↑ Mg + H2SO4=== MgSO4 + H2↑ 锌 反应比较剧烈，锌逐渐溶解，产生大量气泡 较快 Zn +2HCl === ZnCl2 +H2↑ Zn + H2SO4 === ZnSO4 +H2↑ 铁 反应缓慢，铁逐渐溶解，有气泡生成，溶液由无色逐渐变为浅绿色 较慢 Fe+2HCl === FeCl2+ H2↑ Fe+ H2SO4 === FeSO4+H2↑ 铜 不反应 【实验结论】 ①能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属有____________，不能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属有____________。 ②金属的活动性由强到弱的顺序：___________________。 【答案】Mg、Zn、Fe Cu Mg＞Zn＞Fe＞Cu 三、置换反应 1. 定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。 2. 通式：A+BC→AC+B 课题2 金属的化学性质（下） 知识导航 知识精讲 一、金属与金属化合物溶液的反应 实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论（活动性） 铝丝浸入 硫酸铜溶液 铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变无色 铜丝浸入 硝酸银溶液 铜丝表面覆盖一层银色物质， 溶液由无色变蓝色 铜丝浸入 硫酸铝溶液 无明显现象 【实验结论】三种金属活动性顺序为：_________________。 【答案】2Al + 3CuSO4====Al2(SO4)3 + 3Cu Al＞Cu Cu +2AgNO3 ====Cu(NO3)2+2Ag Cu＞Ag Cu＜Al Al＞Cu＞Ag 思考与交流：铝丝在实验前需要先用砂纸打磨，为什么？ 【答案】除去表面的氧化铝，防止其干扰实验。 二、金属活动顺序 记忆方法：嫁给那美女；新添一千金；统共一百斤。 三、金属活动顺序的应用 金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用，它可以给你以下一些判断的依据： 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的化合物溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）。 四、金属活动性强弱的比较方法 1. 根据金属活动顺序，位置越靠前，其金属活动性就越强； 2. 金属与氧气反应越剧烈，其金属活动性越强； 3. 金属与酸反应越剧烈，其金属活动性越强； 4. 活动性强的金属，可将活动性较弱的金属，从其化合物溶液中置换出来。 课题3 金属资源的利用和保护（上） 知识导航 知识精讲 一、金属资源概述 1. 少数很不活泼的金属以单质形式存在，如金、银等。 2. 绝大多数金属以化合物形式存在，如Fe、Cu、Al等。 3. 常见的金属矿石及其主要成分 金属矿石 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Fe2O3 FeS2 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S 4. 我国矿物储量居世界前列。 5. 人类每年要提取数以亿吨的金属用于工农业生产和其他领域，其中提取量最大的是铁。 二、铁的冶炼 1. 实验室用CO还原氧化铁 冶炼原理 利用CO和Fe2O3反应，在高温下，把铁从铁矿石中还原出来。 实验装置 与仪器 酒精喷灯、直玻璃管、 试管、玻璃导管、 铁架台、胶塞、酒精灯 实验步骤 ①检查装置气密性；②装入药品并固定装置；③通入纯净的CO； ④点燃酒精喷灯加热；⑤停止加热；⑥停止通入CO。 实验现象 红棕色粉末逐渐变黑；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧产生蓝色火焰。 相关反应 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+ H2O 2CO + O2 2CO2 思考与交流 （1）为什么要先通CO一段时间，再加热？ （2）实验完毕，熄灭酒精喷灯后为何还要继续通CO至冷却？ （3）为什么要用酒精灯点燃尾气？ （4）酒精喷灯、酒精灯的点燃、熄灭顺序是？ （5）如何检验该实验生成了铁单质？ 【答案】（1）排净玻璃管内的空气，防止高温加热不纯净的一氧化碳引起爆炸。 （2）防止生成的铁在高温条件下被再次氧化。 （3）防止有毒的一氧化碳进入空气中，污染空气。 （4）通入一氧化碳一段时间后点燃酒精灯，然后再点燃酒精喷灯；结束后先熄灭酒精喷灯，等试管冷却后再熄灭酒精灯。 （5）试验得到的黑色粉末能否被磁铁吸起。 2. 工业炼铁 设备 炼铁高炉 高炉炼铁示意图 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 石灰石作用 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 相关反应 C + O2 CO2 CO2 + C 2CO 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 产物 生铁（含碳） 三、炼铁的相关计算 在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。 1. 纯净物质的质量 = 含杂质物质的总质量×纯度 2. 含杂质物质的总质量 = 纯净物质的质量÷纯度 举个例子 【例题】用1000 t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】1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000 t×80%=800t 设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 160 112 800t x = x= 560 t 折合成含铁96%的生铁的质量为：560 t÷96%=583t 答：用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁583t。 课题3 金属资源的利用和保护（下） 知识导航 知识精讲 一、金属的腐蚀条件 实验探究——铁钉锈蚀条件 实验操作 ① ② ③ 实验现象 生锈（水面附近锈蚀更严重） 不生锈 不生锈 实验分析 对比①②，可知铁生锈与氧气有关；对比①③，可知铁生锈与水有关。 实验结论 铁生锈的条件：铁与_________同时接触 【答案】氧气、水 思考与交流 （1）蒸馏水为何要经煮沸并迅速冷却？ （2）为什么铁制品易生锈且可以全部锈蚀，而铝制品不易生锈？ 【答案】（1）除去蒸馏水里溶解的氧气，并防止氧气再溶于水。 （2）铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以被全部锈蚀。 二、金属锈蚀的防护措施 1. 防护原理 ① 隔绝空气 ② 隔绝水 2. 具体方法 ① 保持铁制品表面干燥和洁净； ② 在铁制品表面涂一层保护膜如刷油漆、涂油，镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬； ③ 制成合金钢，如不锈钢。 三、金属资源的保护 1. 金属矿物的储量有限，且不能再生。 2. 保护金属资源的有效途径： ① 防止金属的腐蚀； ② 金属的回收利用； ③ 有计划、合理地开采金属矿物； ④ 努力寻找金属替代品。 学科网（北京）股份有限公司 $$