第六章金属资源综合利用知识清单--2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

该初中化学单元知识清单系统梳理了“金属矿物及铁的冶炼”核心内容，涵盖金属矿物的分布与常见种类、铁冶炼的化学原理及实验操作、工业炼铁与其他冶炼方法三大范畴，搭建了从“金属存在形式”到“冶炼原理探究”再到“工业实践与方法拓展”的递进式学习架构。 清单采用“表格分类整合”和“实验-工业衔接”的方式组织知识体系，如表格清晰呈现铁、铜、铝矿物的名称与化学式，铁冶炼实验现象与产物检验方法一一对应，培养学生的化学观念和科学探究与实践能力。特别标注工业炼铁中焦炭“提供热量与还原剂”的双重作用及尾气处理方法，渗透环保意识，不同层次学生可高效梳理要点，教师能据此设计探究活动，提升教学针对性。

曹妃甸区实验学校 王玉 6.3 金属防护和废金属回收 一、钢铁锈蚀条件的探究 1.钢铁锈蚀条件的探究 2.钢铁的锈蚀过程 (1)铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。水和氧气必须同时存在，铁才会生锈，缺少二者任何一个，铁都不易生锈 铁生锈有氧气参加，且反应很慢不易被察觉，属于缓慢氧化。 (2) 铁锈是一种混合物，成分复杂，主要成分是氧化铁。铁锈是一种疏松多孔的物质，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。 铁制品表面的铁锈若不及时除去，会加快其锈蚀 3.除锈常用的方法 （1）物理方法：打磨。 （2）化学方法：用稀盐酸或稀硫酸清洗。 二、防止金属锈蚀的原理和方法 1.钢铁防锈的方法 2.铝的自我防护 (1)铝的化学性质比较活泼，比铁更容易跟氧气或其他物质发生化学反应。 (2)铝制品一般不需要采取防锈措施，因为铝与氧气反应生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，阻止了铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。 三、废金属的回收利用 学科网（北京）股份有限公司 $曹妃甸区实验学校 王玉 6.1 金属矿物及铁的冶炼 一、常见的金属矿物 1.金属的分布及存在 (1)金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)有单质存在外，其余大多数以化合物存在。 (2)金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。 2.几种常见的金属矿物 铁的矿物 赤铁矿 Fe₂O₃具有磁性 磁铁矿 Fe₃O₄ 据哟i 褐铁矿 Fe₂O₃ ·xH2O工业炼铁不宜选用黄铁矿，因为其中含有硫元素，煅烧会产生二氧化硫，污染空气 黄铁矿 FeS₂ 菱铁矿 FeCO₃ 铜的矿物 孔雀石 Cu₂ (OH)₂CO₃ 赤铜矿 Cu₂O 辉铜矿 Cu₂S 铝的矿物 铝土矿 Al₂O₃ 明矾石 KAl(SO₄)2·12H2O 2、 铁冶炼的化学原理 1.一氧化碳与氧化铁的反应 （1）实验装置 (2)实验步骤 （3）实验现象 ①红棕色粉末逐渐变成黑色； ②澄清石灰水变浑浊； ③尾气燃烧产生淡蓝色火焰 (4)固体产物检验 黑色粉末能被磁铁吸引；加稀盐酸黑色粉末溶解产生气泡，溶液变为浅绿色，说明生成了Fe (5) 尾气处理 ①用酒精灯点燃 ②用导管将气体送至酒精喷灯处点燃 ③用气球或排水法收集 （6） 注意事项 ①先通一段时间CO的原因： 排除装置内的空气，以免加热时CO与空气混合发生爆炸 ②试验结束后继续通CO的目的： 防止氧气进入使生成的Fe在较高温的条件下再度被氧化 ③尾气处理的目的：CO有毒，防止污染空气 2.工业炼铁 (1)工业炼铁过程中，各原料的作用 焦炭：①提供热量：燃烧放出热量，创造高温环境②提供还原剂：与二氧化碳反应产生一氧化碳。 铁矿石：提供铁元素 石灰石：除去铁矿石中的杂质，形成炉渣 空气：提供氧气，支持焦炭燃烧炼铁 高炉的结构： a为富氧空气 生铁密度比炉渣大 3.金属的其他冶炼方法 (1)湿法冶金 我国古代曾记载“曾青得铁则化为铜”,“曾青”是指含铜的化合物的溶液，该过程发生的是置换反应，例如：2Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (2)电解法 有些金属(如钠、钾、镁和铝等)很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如： (3)热还原法(氧化还原法) 许多金属(如锰、锌、铁、镍和铅等)的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。 学科网（北京）股份有限公司 $曹妃甸区实验学校 王玉 6.2 金属的性质和利用 一、金属的物理性质及用途 2、 金属的化学性质 1.金属与氧气反应 许多金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。 ①镁、铝等在常温下就能与氧气反应。在常温下，铝和氧气能发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能，反应的化学方程式为 ②铜等在常温下几乎不与氧气反应，但在加热时能与氧气反应： ③金、铂等即使在高温下也不与氧气反应。 2.金属与酸反应 (1)实验结论： ①铜与稀盐酸(或稀硫酸)不发生反应。 ②镁、铁在常温下能与稀盐酸(或稀硫酸)发生化学反应，生成氢气和相应的金属化合物。镁、铁与稀盐酸(或稀硫酸)反应的剧烈程度不同，说明不同金属的活动性有差异。金属与酸反应越剧烈，其活动性越强，镁、锌、铁、铜的活泼性为：镁＞锌＞铁＞铜 （2） 铁的颜色 +2价铁：浅绿色 +3价铁：金黄色 3.金属与金属化合物溶液的反应 （1）铁与硫酸铜反应 我国早在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载，意思是可溶性的铜的化合物与铁发生置换反应得到单质铜。这是现代湿法冶金的先驱。 （3） 铜与硝酸银溶液反应 ①现象：浸入溶液中的铜表面有银白色物质生成，溶液由无色变为蓝色 ②化学方程式： ③金属活动性顺序：Fe＞Cu Cu＞Ag Fe＞Cu＞Ag 3、 置换反应 1.置换反应的 概念和特征 2.常见的置换反应 （1）金属与酸反应： （2）金属与金属氧化物溶液的反应： 3. 金属活动性顺序： 钾 钙 钠 镁 铝 K Ca Na Mg Al 锌 铁 锡 铅 氢 Zn Fe Sn Pb H 铜 汞 银 铂 金 Cu Hg Ag Pt Au （1） 在金属活动性顺序中，金属位置越靠前，他的活动性越强 （2） 金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢（浓硫酸、硝酸外） （3） 在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把后面的金属从他们的化合物的溶液中置换出来（钾、钠、钙除外） 5.化合反应、分解反应、置换反应的比较 都属于化学反应的基本类型 四、实验室制备氢气 1.药品：锌粒、稀硫酸（稀盐酸） 2.反应原理： 3.实验装置 发生装置： 收集装置： 4.实验步骤 (1)连接装置，检查装置的气密性 (2)向发生装置内加入锌粒和稀硫酸(或稀盐酸) (3)用向下排空气法或排水法收集氢气 五、合金 1.金属材料的种类 2.合金 合金的概念 在金属中加入其他元素（可以是金属元素也可以是非金属元素）可以改变金属的性能，形成合金。 （2）合金的常识 世界上最常见、应用广泛的钢和生铁是由铁、碳等元素形成的合金；人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金。 （3）对合金的一些理解 ①合金中至少含有一种金属，同时也可能含有非金属。但是Fe3O4不属于合金 ②组成合金的金属沸点一定要比其他成分金属的熔点高，这样成分金属才能熔合在一起。 ③合金具有金属特性，如金属光泽，优良的导电性、导热性、延展性等。 ④合金是均匀的混合物，在铁表面镀一层铜，得到的物质不属于合金。 ⑥形成合金的过程是物理变化。 （4）合金的性能 调整合金的组成比例和改变合金的形成条件，可以制成各种性能不同的合金 （4） 一些常见合金的特性和用途 （6）一些特殊的合金（不重要） ①不锈钢：含铬13%以上的铁合金。在空气中较稳定，不容易生锈，能够长久保持其银白色金属光泽。但不锈钢并不是绝对不会生锈，只不过是它的“自我保护能力”比较强而已。 ②形状记忆合金：具有特殊的形状记忆功能的合金。用形状记忆合金做成的金属丝，即使被揉成一团，但只要达到一定的温度，就能在瞬间恢复原来的形状，这类合金被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医疗、能源和自动化等方面。 ③高温合金：高温下，仍能保持其较高强度的合金，主要用于制造飞机和航天飞行器的关键部件。 ④储氢合金：能在室温下吸收氢气，稍稍加热即能很快放出氢气的合金。储氢合金不但能解决氢气的储存和输送问题，而且可用于氢气的回收、分离和净化等方面。 ⑤钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，具有熔点高、密度小、抗腐蚀性能好等优良性能，因此被广泛用于火箭、航天飞机、船舶和化工等。 3.生铁与钢 生铁和钢都是铁的合金，由于纯铁质软，不宜用来制造机械和其他用品，我们平时使用最多的是铁的合金。生铁和钢的性能不同主要是因为含碳量不同，钢的性能更加优越 不锈钢属于钢的一种 学科网（北京）股份有限公司 $