第4单元 金属(核心知识手册)-【练测考】2025-2026学年九年级全一册化学（鲁教版五四制·新教材）

第四单元 金属 第一节常见的金属材料 一、金属的物理性质 1.金属的共性与特性 共性 特性 大多数金属呈银白色 铜呈红色，金呈黄色等 常温下，绝大多数金属是固体 常温下，汞是液体 大多数金属具有金属光泽，密度和硬度 较大，熔点、沸点较高，具有良好的延展 性、导电性、导热性 2.金属的物理性质和用途之间的关系 具有金属光泽 作装饰品 金属的物理性质 能导电 制导线、电缆 能导热 制炊具 有延展性 拉成金属丝，压成金属箔 金属的用途 有一定的机械强度 制造车辆、门窗、机械等 性质很大程度上决定用途 反映 二、合金 1.金属材料 项目 种类 举例 类别 金属 纯金属 铁、铜、铝、银等 纯净物 材料 合金 青铜、黄铜、生铁等 混合物 2.合金：以某种金属为基础，添加其他金属或非金属，通过高温熔炼、烧结 等方式形成的。 3.合金的性能 熔点降低 颜色更鲜艳，亮度更高 合金的 抗腐蚀能力增强 性能 硬度增大 心敲黑板·划重点 金属之最 地壳中含量最高的金属元 素—铝；人体中含量最高 的金属元素—钙；目前世 界年产量最高的金属 铁；导电、导热性最好的金 属—银；硬度最高的金 属—铬；熔点最高的金 属—钨；熔点最低的金 属 汞；密度最大的金 属 锇；密度最小的金 属一锂。 金属在日常生活中的应用 暖气片上刷的“银粉” 铝；包装香烟、巧克力等的金 属—铝；保温瓶内胆上镀 的金属—银；干电池外皮 金属—锌；体温计、血压计 中的金属一汞。 有些物质中虽然含有金属元 素，但不是金属材料，如氧化铁 等金属氧化物不是金属材料。 1.合金是混合物。其中至少 含有一种金属，合金可以由金 属与金属熔合而成，也可以由 金属与非金属熔合而成。 2.合金具有金属的特征，如 导电性、导热性、延展性等。 3.形成合金的过程是金属与 其他物质在加热条件下相互 熔合，发生的是物理变化。 15 4.常见的合金 (1)铁合金 物质 含碳量 机械性能 用途 生铁 2%~4.3% 硬而脆、无韧性 制铁锅、炉具、机床底座等 钢 0.03%一2% 坚硬、有韧性 制机械、交通工具、炊具等 (2)铜合金 合金 主要成分 主要性能 主要性能 强度较高、可塑性好、耐磨、 机器零件如轴承、齿轮 黄铜 铜、锌 耐腐蚀 等 强度较高、可塑性好、易加 机器零件、仪表、日用 青铜 铜、锡 工、耐腐蚀 品 (3)其他合金 合金 性质及用途 钛镍合金 具有形状记忆功能，用于制作人造卫星的天线 钛钼镍合金 抗腐蚀性强，应用于航海及海洋资源开发领域 焊锡 熔点低，应用于焊接金属 硬铝 强度和硬度好，应用于火箭、飞机、轮船等制造业 18K黄金 光泽好、耐磨、易加工，应用于金饰品、钱币、电子元件 钛合金 耐高温、耐腐蚀、强度高，应用于航空、航天工业及化学工业 三、金属矿物及其冶炼 1.地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、铂等有单质形 式存在，其余金属都以化合物的形式存在。 2.地壳中金属元素的含量（质量分数）：铝>铁>钙>钠>镁>钾。 3.常见的铜矿石：黄铜矿（主要成分是CuFS)、孔雀石[主要成分 是Cu2(OH)2CO3]、辉铜矿（主要成分是CuS)。 4.工业炼铁 【实验原理】在高温条件下，用还原剂CO把铁从其氧化物中还原出来。 【实验装置】 氧化铁 一氧化碳 母水 【实验现象】(1)红色粉末逐渐变为黑色；(2)试管中的澄清石灰水变浑 浊；(3)尾气燃烧并产生蓝色火焰。 【化学方程式】 (1硬质玻璃管：Fe,0,十3C0高温2Fe十3C0, (2)试管中：CO2+Ca(OH)2-CaCO3￥+H2O (3)酒精灯处：2C0+0,点燃2C0, 【实验结论】氧化铁在高温条件下被一氧化碳还原成单质铁，同时产生二 氧化碳。 16 生铁与钢的许多性能不同， 主要是由于含碳量不同，一 般来说，含碳量越高，硬度越 大，含碳量越低，韧性越好。 探究合金性质的方法 1.刻画法：用刻画法可以比 较硬度的大小。用合金在组 分金属上刻画，组分金属上 留有痕迹，说明合金的硬度 大于组分金属的硬度。 2.加热法：用加热法可以比较 熔，点高低。同时加热合金及 组分金属，合金先熔化，证明 合金比组分金属的熔，点低。 矿石都是混合物。我们可以 根据铁矿石的颜色、光泽、密 度、磁性、条痕等性质区别它 们，如磁铁矿石的主要成分 是FeO4,为黑色，有磁性， 能导电；赤铁矿石的主要成 分是Fe2O3,颜色为红色。 炼铁时选择铁矿石的准则： ①铁含量高（考虑经济效 益)；②不含有害元素（考虑 环境保护)。所以一般选择 赤铁矿或磁铁矿来炼铁，不 选黄铁矿是因为黄铁矿含有 硫元素，炼铁时会生成污染 环境的SO2 一氧化碳还原氧化铁的操作 顺序可简记如下：一氧化碳 早出晚归，酒精喷灯迟到早 退。前者颠倒会爆炸，后者 颠倒要氧化。 【注意事项】 (I)先通CO的目的：排尽装置内的空气，以免加热时CO与空气混合， 发生爆炸。 (2)实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁被还 原成的铁粉在较高温度下被重新氧化。 (3)尾气处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理或 收集备用，防止污染空气。 第二节 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 1.几种常见金属与氧气的反应 反应 金 化学方程式 条件 属 现象 打磨过的镁带在空气中表面逐渐 常温 镁 变暗；在空气中点燃剧烈燃烧，发 2Mg十O,点槛2Mg0 下就 出耀眼的白光，生成白色固体 能反应 打磨过的铝在空气中表面会逐渐 铝 4A1+302—2A12O3 变暗，生成一层致密的氧化膜 在空气中，铁不能燃烧，在氧气中 点燃 铁 点燃后能剧烈燃烧，火星四射，放 3Fe+202 点燃fe,0, 或加 出大量的热，生成黑色固体 热时 常温下在干燥的空气中很难反 反应 铜 应；在空气中加热表面会生成黑 2Cu+0,△2Cu0 色物质 高温 金 在空气中加热不变色 不反应 不反应 2.铝的抗腐蚀性：在常温下易与空气中的氧气发生缓慢氧化，在其表面形 成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。 二、金属与酸的反应 反应物 现象 化学方程式 稀盐酸 产生气泡的速率较 Zn+2HCI—ZnC2+H2↑ 锌 快，反应剧烈，锌片逐 Zn+H2SO,-ZnSO,+H2个 稀硫酸 渐减少或消失 稀盐酸 产生气泡的速率较 Fe+2HCl—FeC2+H2个 慢，反应较缓慢，溶液 铁 的颜色由无色变为浅 Fe+H,SO4=FeSO4+H2↑ 稀硫酸 绿色，铁丝逐渐减少 稀盐酸 铜 无现象 不反应 稀硫酸 一氧化碳还原氧化铁的装置 可进行如下改进，该装置既 处理了尾气，又节约了燃料。 心敲黑板·划重点 在节日里燃放的烟花五颜六 色，这主要是不同的金属粉 末在高温中燃烧产生不同颜 色的光芒。如锶会产生深红 色的光芒，铜产生蓝色的光 芒，钠产生黄色的光芒，铁屑 和木炭会产生金色的火花， 明亮的闪光和响亮的声音则 来自铝粉。 铝制品和金制品都耐腐蚀， 但原理不同。铝耐腐蚀是因 为铝与氧气反应时，生成一 层致密的保护膜，金耐腐蚀 是因为金的化学性质稳定， 不与氧气反应。 1.在做镁、铁等与酸反应的 实验前，要先用砂纸打磨金 属表面，除去表面的氧化物 及污物，否则一开始表面无 气泡产生。 2.铁与稀盐酸或稀硫酸反应 生成氯化亚铁或硫酸亚铁， 铁元素的化合价为十2价。 含有Fe2+的溶液呈浅绿色。 3.金属与酸反应的剧烈程度 受金属与酸的接触面积、酸 的浓度等影响，比较不同金 属与酸反应的剧烈程度时， 应控制其他条件相同。 17 【实验结论】 (1)能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属有锌、铁。 (2)比较三种金属分别与稀盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，由易到 难的顺序是锌、铁、铜。 (3)并不是所有金属都能与稀盐酸、稀硫酸反应，铜和稀盐酸、稀硫酸不反 应。 三、置换反应 1.概念：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的 反应。 2.特征：单质十化合物→新单质十新化合物，通式为A十BC→B十AC。 3.化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应的比较 反应 特点 举例 简单表示 类型 化合 多变一 A十B十→C 反应 C+0,点燃c0, 分解 一变多 MnO. 2H2O2 2H2O+O2个 A→B十C+… 反应 置换 换 Zn+H2SO4—ZnSO4+H2个 A+BC→B+AC 反应 复分解 双交换 HCI+NaOH-NaCl++H2O AB+CD→AD+CB 反应 价不变 四、金属与盐溶液的反应 1.金属与盐溶液的反应 金属 CuSO,溶液 AgNO3溶液 NaCI溶液 锌表面有一层红色物质析 锌表面有一层银白色物质 出，溶液由蓝色变为无色； 无变化，不 Zn 析出；2AgNO3+Zn Zn+CuSO:=ZnSO,+ 反应 Zn(NO3)2十2Ag Cu 铁表面有一层红色物质析 铁表面有一层银白色物质 出，溶液由蓝色变为浅绿 析出，溶液由无色变为浅 无变化，不 Fe 色；Fe+CuSO4 绿色；Fe+2AgNO, 反应 FeSO:+Cu Fe(NO;)2+2Ag 铜表面有一层银白色物质 析出，溶液由无色变为蓝 无变化，不 Cu 色；Cu+2AgNO3 反应 Cu(NO:)2+2Ag 18 4.金属与酸反应后溶液的质 量会增大，这是因为金属和 酸反应生成盐和氢气，参加 反应的金属质量大于生成氢 气的质量。 置换反应是单质与化合物反 应生成新的单质和新的化合 物，单质中元素的化合价为 0,化合物中元素的化合价不 为0，因此置换反应中一定 有元素化合价发生改变。而 复分解反应一定没有元素化 合价发生改变。 在描述金属与盐溶液的反应 现象时要注意两点：一是置 换出的金属附着在原金属的 表面，二是要注意溶液颜色 的变化。 利用金属与盐溶液的反应可 冶炼金属、辨别真假黄金等。 1.我国劳动人民早在宋代就 掌握了湿法炼铜技术，将铁 放入硫酸铜溶液中置换出金 属铜。 2.假黄金是铜锌合金，可利 用加入硝酸银溶液，观察首 饰表面是否发生变化的方法 来鉴别。 2.金属与盐溶液反应的条件 (1)在金属活动性顺序中，位于前面的金属可以把位于后面的金属从它 们的盐溶液中置换出来。 (2)反应物中的盐要能溶于水，不溶于水的盐与金属不反应，如AgC1难 溶于水，Fe与AgCI不反应。 (3)金属与盐溶液发生置换反应，但K、Ca、Na除外，原因是K、Ca、Na 太活泼，它们先与溶液中的水反应生成相应的碱和氢气。 3.金属与盐溶液反应的应用 (1)湿法冶金。古代所说的“曾青得铁则化为铜”就是把铁片放入铜盐溶 液中置换出单质铜。化学方程式为Fe十CuSO,—Cu+FeSO4。 (2)除去盐溶液中的杂质离子。如欲除去FSO,溶液中混有的杂质 CuSO,可向该溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤即可。化学方 程式为Fe+CuSO4=Cu十FeSO4。 (3)判断金属的活动性强弱。活动性强的金属能将活动性弱的金属从其 盐溶液中置换出来。 五、金属活动性顺序 1.内容 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性逐渐减弱 2.应用 (1)比较不同金属的活动性强弱。在金属活动性顺序中，金属的位置越 靠前，它的活动性越强 (2)判断金属能否与酸反应。位于氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反 应放出氢气。 (3)比较不同金属与酸反应的剧烈程度。其他条件均相同时，金属的活 动性越强，与酸反应越剧烈。 (4)判断金属单质与氧气反应的难易程度。在金属活动性顺序中，位置 越靠前的金属，越易与氧气发生反应。 (5)判断金属与盐溶液反应：在金属活动性顺序中位置靠前的金属能把 位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,、Ca、Na除外)。 验证三种金属活动性顺序的 常用方法： 1.“两金夹一盐”：选用三种 金属中活动性位于两端的金 属单质，以及活动性介于两 种金属单质之间的金属的盐 溶液作为试剂。 2.“两盐夹一金”：选用三种 金属中活动性位于中间的金 属单质，以及另外两种金属 的盐溶液作为试剂。 金属活动性是指金属原子在 水溶液中失去电子的能力，在 金属活动性顺序中，金属的位 置越靠前，金属原子在水溶液 中就越容易失去电子变成离 子，它的活动性就越强。 19 第三节金属材料的锈蚀与防 、导致钢铁锈蚀的因素 序号 实验1 实验2 实验3 实验4 实验5 干燥 的空 煮沸并 煮沸并 装置 迅速冷 迅速冷 铁钉 表面 铁钉 却的蒸 却的蒸 氯化 -沾有 钠溶液 食醋 生锈 不生锈 不生锈 生锈 生锈严重 生锈严重 程度 生锈 条件 与空气中的氧气、水蒸气同时接触 影响 钢铁的成分和环境温度、湿度、酸碱性等 因素 铁锈 成分 主要成分为氧化铁 生锈 铁锈疏松多孔，加速钢铁锈蚀 危害 二、减缓钢铁锈蚀的方法 1.钢铁锈蚀的危害：金属锈蚀会造成资源和能源的严重浪费。 2.防止钢铁锈蚀的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝空气 或水。 3.防止金属锈蚀的方法 方法 实例 相应原理 淋过水的自行车 保持铁制品表面洁净、干燥 使铁制品不与水接触 应及时擦干 刷油漆 铁窗表面刷油漆 在铁制品表面涂 涂油 自行车链条涂油 既隔绝空气，又隔绝水 覆盖层 电镀 零件表面电镀 烤蓝 锯条表面烤蓝 改变铁的组成和结构，制 制成不锈钢 制成合金，改变性能 成合金 三、废旧金属的回收利用 1.保护金属资源的必要性：金属资源有限，且不可再生，随着人类的不断开 发，金属资源不断减少；废旧金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费，还会 污染环境。 2.保护金属资源的有效途径 (1)防止金属的腐蚀。 (2)回收利用废旧金属。 (3)有计划、合理地开采矿物、严禁不顾国家利益的乱采矿。 (4)寻找金属的代用品等。 20 心敲黑板·划重点 1.在探究某个因素对实验结 果的影响时，要保持其他因 素不变，只改变所要探究的 这一因素，即控制变量法；然 后观察该因素对实验结果的 影响，进行对比分析得出结 论。 2.铁生锈的条件是铁与氧气 和水共同作用，因条件不止 一个，应分别设计缺乏其中 一个条件的实验和条件都具 备的实验，即铁与水接触、铁 与氧气接触、铁与氧气和水 同时接触三个对比实验。 3.实验中所用的蒸馏水经煮 沸并迅速冷却，目的是除去 水中的氧气。 生活中铁生锈原理的应用 ①利用铁粉氧化放热制成防 寒暖贴；②铁生锈的过程既 吸收氧气，又吸收水，铁粉作 为“双吸剂”可以防止食品受 潮和变质。 金属除锈的注意问题 1.不要用砂纸对铝制品表面 进行打磨，否则，破坏了表面 致密的氧化铝保护膜，铝制 品反而腐蚀加快。 2.用酸清洗除锈时，酸不能 过量，且金属制品不能长时 间与酸接触，以防内部金属 被腐蚀。