第一单元 金属和金属材料（知识清单） 化学人教版五四学制2024九年级全一册

该初中化学单元知识清单系统梳理了“金属和金属材料”单元内容，涵盖金属材料（纯金属与合金）、金属化学性质、金属活动性顺序、铁的冶炼及金属资源保护五大知识范畴，搭建了从“物质组成与性质”到“反应规律应用”再到“资源保护实践”的递进式学习支架。 清单通过“概念定义-性质对比-实验现象-应用实例”四级结构呈现知识体系，如用表格对比合金与纯金属的硬度、熔点差异，标注铝抗腐蚀原因等重点，培养学生的化学观念和科学思维。设计“金属活动性顺序比较方法”（两金夹一液/两液夹一金）、铁锈蚀条件探究实验等实践模块，不同层次学生可高效掌握，教师能据此设计探究活动提升教学实效。

第一单元 金属和金属材料 知识导引 知识清单 知识点1：金属材料 1. 金属材料：包括纯金属以及它们的合金。 2. 金属的的共性及用途 共性 用途 有金属光泽 制作金属饰品 导电性 制作导线 导热性 制作炊具 延展性 冲压成各种形状 3.金属的特性 ①颜色：大多数金属呈银白色，铜呈红色，金呈黄色，铁粉呈黑色。 ②状态：常温下大多数金属为固态，汞（俗称水银）为液态。 4.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，另外还需要考虑价格、资源、废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等多种因素。 5.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 导电、导热性最好的金属——银 熔点最高的金属——钨（作灯丝） 熔点最低的金属——汞（制作水银温度计） 6.合金 （1）概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的混合物。 ①合金是混合物； ②形成合金的过程是物理变化； ③合金各成分的化学性质不变。 （2）性能：合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。 相互刻画，纯金属上有明显划痕 （3）常见的合金 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 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 铜锡 铅锡 合金 钛与其他金属 钛镍合金 性能/用途 坚硬 韧性强 / / 焊接金属 制造人造骨 制成人造卫星天线 备注 铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同 红铜是纯铜 熔点低 与人体有很好的 相容性 具有形状记忆效应 知识点2：金属的化学性质 1.金属与氧气的反应：金属+氧气→金属氧化物（化合反应） 大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。 （1）镁、铝在常温下就能与空气中的氧气反应 2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3 【注意事项】铝具有很好的抗腐蚀性能原因：铝与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 （2） 铁、铜等常温下几乎不与氧气反应，在高温时能与氧气反应。 3Fe+2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 2Cu+O22CuO 红色的铜加热后变黑 （3） 金在高温时也不能和氧气反应（真金不怕火炼）。 通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性：Mg、Al>Fe、Cu>Au 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应：金属(活动性在氢之前) +稀酸→金属化合物+氢气（置换反应） 镁 锌 铁 铜 固体逐渐溶解，产生大量气泡 固体逐渐溶解，产生较多气泡 固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡 不反应 Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑ 通过金属与稀盐酸、稀硫酸能否反应或与稀盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度判断金属的活动性：Mg>Zn>Fe>Cu。 【注意事项】铁与盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁元素的化合价为＋2。含有Fe2＋的溶液呈浅绿色。 3.金属与金属化合物溶液的反应：金属+金属化合物→新金属+新金属化合物（置换反应） 铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液 铁表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生， 溶液由无色逐渐变为蓝色。 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2 活动性：Fe>Cu 活动性：Al＞Cu 活动性：Cu＞Ag 反应条件：参加反应的金属活动性必须强于化合物中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且金属化合物必须可溶。 4.置换反应 （1）概念：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）特点：单换单。 （3）注意：置换反应中一定有元素化合价的变化。 【易错易混】铁单质参加置换反应，生成的都是亚铁化合物，显+2价 知识点3：金属的活动性顺序 1.金属活动性顺序的规律 （1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，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稀盐酸、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后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K Ca Na除外）。 2.应用 （1）判断金属被开发利用的先后顺序。 （2）判断某些置换反应能否发生。 （3）判断金属与混合盐溶液反应后滤液、滤渣的成分。 当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌先和硫酸铜反应，反应完毕后，若锌有剩余，才和硫酸亚铁反应。 3.金属活动性顺序的比较方法：比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序 （1）选用试剂：Fe、Ag、CuSO4溶液 “两金夹一液”：即选用三种金属活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于中间的金属的化合物溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与化合物溶液反应的情况进行判断。 （2）选用试剂：FeSO4溶液、AgNO3溶液、Cu “两液夹一金”：即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的化合物溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种化合物溶液反应的情况判断。 4.除杂（原则：不增，不减，易分离，易恢复原状） 混合物 方法 有关化学方程式 Cu(Zn) ①加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ ②加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 FeSO4(CuSO4) 加入足量铁粉，过滤 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 知识点4：铁的冶炼 1.常见的金属矿物 矿物名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 2.工业炼铁： （1）设备：高炉 （2）原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气。 （3）反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 （4）焦炭的作用：①提供热量（ C+O2CO2）；②生成CO（C + CO22CO） （焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分） （5）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。 （6）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.含杂质问题的计算 计算公式： 【注意事项】涉及不纯物的化学方程式计算，代入计算的一定是纯净物质量，如不纯物需要转换成纯净物质量。 知识点5：金属资源保护 1.实验探究：铁锈蚀条件的探究 现象 分析 结论 试管A 铁钉生锈 铁与水、氧气同时接触 铁生锈的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程 试管B 铁钉无明显变化 铁只与水接触 试管C 铁钉无明显变化 铁只与氧气接触 【注意事项】（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；试管B中植物油的作用是隔绝氧气；试管C中的干燥剂是氯化钙，具有吸水性。 （2）铁生锈属于缓慢氧化，铁锈呈红棕色，其主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。 2.防止铁生锈 （1）原理：隔绝氧气和水蒸气。 （2）具体措施： ①保持铁制品表面洁净、干燥； ②表面覆盖一层保护膜：如喷漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等； ③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。 3.保护金属资源 （1）保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。 （2）保护金属资源的途径： ①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；④寻找金属的代用品。 （3）金属回收利用的意义：节约金属资源和能源，减少对环境的污染。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$