【人教版】第八单元金属和金属材料学案-金属和金属材料知识点-金属和金属材料思维导图

人教版九年级下册化学金属和金属材料知识点

　　一、金属材料

　　1、金属材料

　　纯金属(90多种)，合金(几千种)

　　2、金属的物理性质：

　　(1)常温下一般为固态(汞为液态)，有金属光泽。

　　(2)大多数呈银白色(铜为紫红色，金为黄色)

　　(3)有良好的导热性、导电性、延展性

　　3、金属之最：

　　(1)铝：地壳中含量最多的金属元素

　　(2)钙：人体中含量最多的金属元素

　　(3)铁：目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)

　　(4)银：导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)

　　(5)铬：硬度最高的金属

　　(6)钨：熔点最高的金属

　　(7)汞：熔点最低的金属

　　(8)锇：密度最大的金属

　　(9)锂：密度最小的金属

　　4、金属分类：

　　黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。

　　重金属：如铜、锌、铅等

　　有色金属

　　轻金属：如钠、镁、铝等;

　　有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。

　　5、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。

　　★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好

　　注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。

　　优点

　　(1)熔点高、密度小

　　(2)可塑性好、易于加工、机械性能好

　　(3)抗腐蚀性能好

　　二、金属的化学性质

　　1、大多数金属可与氧气的反应

　　2、金属+酸→盐+H2↑

　　3、金属+盐→另一金属+另一盐(条件：“前换后，盐可溶”)

　　Fe+CuSO4==Cu+FeSO4(“湿法冶金”原理)

　　三、常见金属活动性顺序

　　K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

　　金属活动性由强逐渐减弱

　　在金属活动性顺序里：

　　(1)金属的位置越靠前，它的活动性就越强

　　(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)

　　(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)

　　四、金属资源的保护和利用

　　1、铁的冶炼

　　(1)原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

　　3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

　　(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

　　常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)

　　2、铁的锈蚀

　　(1)铁生锈的条件是：铁与O2、水接触(铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O)

　　(铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3)

　　(2)防止铁制品生锈的措施：

　　①保持铁制品表面的清洁、干燥

　　②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等

　　③制成不锈钢

　　(3)铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。

　　(4)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。

　　3、金属资源的保护和利用：①防止金属腐蚀，保护金属资源的途径：②回收利用废旧金属

　　③合理开采矿物

　　④寻找金属的代用

　　意义：节约金属资源，减少环境污染

九年级必背的金属化学方程式

　　(1)金属与氧气反应：

　　镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO

　　铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4

　　铜在空气中受热：2Cu + O2 加热 2CuO

　　铝在空气中形成氧化膜：4Al + 3O2 = 2Al2O3

　　(2)金属单质 + 酸 -------- 盐 + 氢气 (置换反应)

　　锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

　　铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑

　　镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑

　　铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3 H2↑

　　锌和稀盐酸Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑

　　铁和稀盐酸Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑

　　镁和稀盐酸Mg+ 2HCl == MgCl2 + H2↑

　　铝和稀盐酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3 H2↑

　　(3)金属单质 + 盐(溶液) ------- 新金属 + 新盐

　　铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

　　锌和硫酸铜溶液反应：Zn + CuSO4 ==ZnSO4 + Cu

　　铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO3)2 == Cu(NO3)2 + Hg

　　(3)金属铁的治炼原理：

　　3CO+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑

　　2H2+O2点燃====2H2O 现象：淡蓝色的火焰

　　Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ 现象：有可燃烧的气体生成

　　Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑现象：同上

　　Fe+H2SO4 ==FeSO4+H2↑现象：变成浅绿色的溶液，同时放出气体

　　2Al+3H2SO4 ==Al2(SO4)3+3H2↑ 现象：有气体生成

　　Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ 现象：同上

　　Mg+2HCl==MgCl2+H2↑现象：同上

　　Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ 现象：溶液变成浅绿色，同时放出气体

　　2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ 现象：有气体生成

　　H2+CuO====Cu+H2O 现象：由黑色的固体变成红色的，同时有水珠生成

　　2Fe2O3+3H2 =====2Fe+3H2O 现象：有水珠生成，固体颜色由红色变成银白色

课题2  金属的化学性质（第一课时）

一、学习目标

1．知道铁铝铜等常见金属与氧气的反应。

2．初步认识常见金属与盐酸稀硫酸的置换反应，以及与某些化合物溶液的置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。

二、知识准备

对你熟悉的金属铁、铜、铝，你知道它们的哪些化学性质？你能否用化学方程式表示出来？

三、学习探究

[自主学习]

写出镁、铝、铁、铜等金属与氧气反应的化学方程式。

从化学的角度解释“真金不怕火炼”

[交流学习]

1．小组内检查化学方程式正误。

2．比较上述各反应的条件及反应的现象，按金属活泼性由强到弱的顺序将其排列。

[精讲点拨]

根据金属与氧气反应的难易程度及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱，铝在常温下就可以跟空气中的氧气发生反应，使其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而使铝具有较强的抗腐蚀性能，其化学性质较活泼而非不活泼。

[实验探究]1．学生分组完成课本10页中探究，填写下表。

2．思考与讨论

（1）上述实验过程中，为什么金属颗粒大小要基本相同？酸的量及酸的质量分数要相等？

（2）上述四种金属中能跟酸反应的有几种？反应剧烈程度如何？不跟酸反应的有几种？由此排列出四种金属活动性强弱顺序。

[精讲点拨]

我们还可以根据金属与酸是否能发生反应及反应的剧烈程度来判断金属的活动性强弱，但在比较的过程中要注意控制好条件，要保证在相同条件下进行比较。

3、（1）比较能与酸反应的化学方程式，找出反应物、生成物的共同特点，总结什么叫置换反应。

（2）试写出一个前面曾经学习过的置换反应的化学方程式。

4、学生完成课本11页中探究，填写下表。

讨论：

（1）上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？

（2）通过上述反应你认为铝、铜、银的金属活动性顺序如何排列？

（3）通过以上学习探究，你获得了哪些判断金属活动性顺序的方法？

四、达标测试

1、公元二世纪我国炼丹专家魏殃著有《周易参同契》是世界上现在的最早的一部炼丹专著，书中描写道“金入于猛火色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下（  ）

A．很稳定      B．很活泼      C．易氧化     D．易还原

2、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述：①铁钉表面产生气泡；②液体由无色逐渐变为浅绿色；③铁钉的质量减轻；④液体的质量减轻，其中正确的是（   ）

A．②③        B．①②④     C．①②③     D．①②③④

3、出土的文物中，金器保存完好，铜器表面有锈迹，铁器则锈迹斑斑，这表明金、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序是            。

4、小华欲测定Cu—Zn合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶稀盐酸和必要的仪器。小华取出该合金的粉末65克与足量的稀盐酸充分反应，经测定，产生了0.4克气体，试计算该合金中铜的质量分数。

五、能力提升

1、某工厂排放的废水中含有废硫酸和硫酸铜，为了防止污染，变废为宝，在废水处理池中投入过量的废铁屑，充分反应后过滤，得到的固体是        ，将滤液蒸发后得到的固体是          ，有关的化学方程式为                                     、

                        。

2、比较、分析、归纳是学习化学的有效方法。

现有反应：①Zn+CuCl₂═ZnCl₂+Cu   ②Cu+2AgNO₃═Cu(NO₃)₂+2Ag

③Cl₂+2NaBr═2NaCl+Br₂     ④Br₂+2NaI═2NaBr+I₂

(1)通过比较、分析，可以发现上述四个反应有相似之处，均属于             反应。

再分析这四个反应前后各元素的化合价，我们还会发现一个相似之处：                  。

（2）分析反应①和②，可以得到Zn Cu Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序是         。

（3）用同样的思维分析③和④，我们可知Cl₂、Br₂、I₂的非金属活动性顺序由强到弱的是

                               。

六、课堂小结

谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。

课后练一练

必做题

1、下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的一组是（    ）

①镁    ②    硫    ③铁    ④磷     ⑤铜

A、①③           B、③           C、③④⑤         D、③⑤

2、下列不能由金属和酸直接反应得到的物质是（    ）

A、氯化镁        B、硫酸锌         C、氯化亚铁      D、硫酸铜

3、下列反应类型中，一定有单质参加的反应是（    ）

A、化合反应      B、分解反应       C、置换反应      D、氧化反应

4、要除去铜粉中混有的少量铁粉，下列物质不合适的是（    ）

A、稀硫酸        B、稀盐酸         C、硫酸铜溶液    D、水

5、镁、铁在日常生活中都有广泛的用途，如：

（1）镁在空气中燃烧时，能发出耀眼的白光，可用来制作镁闪光灯，其反应的化学方程式为                                                  。

（2）市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉，铁粉可与人体胃液中的少量盐酸反应，转化为可溶于水的物质氯化亚铁而被人体吸收，从而起到补血的作用，其中有关反应的化学方程式为                                     。

6、A是地壳中含量第二的金属元素，A的单质在B的单质中燃烧时火星四射，生成一种黑色固体C，把A单质放入稀硫酸中产生可燃气体D，A单质跟氯化铜溶液反应能生成紫红色金属E。

（1）A的元素符号是        ，B单质的名称为        ，D单质的化学式为          。   

（2）A单质在B单质中燃烧的化学方程式为                         ，A单质在氯化铜溶液中反应的化学方程式为              ，该反应的基本类型为             。

选做题

7、小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究，下表是他分别用相同质量的铝丝和足量的稀盐酸反应的三组实验数据：

（1）       写出铝和盐酸反应的化学方程式：                                          。

（2）       实验②和③标明该反应快慢与                            有关。

（3）       能标明盐酸质量分数对反应快慢有影响的实验编号是           和            。

（4）       如果把实验①中盐酸的质量分数改为4%，请你推测铝丝消失的时间（用t表示）的取值范围                              。

（5）       该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外，你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗？                                                。

课题2  金属的化学性质（第二课时）

一、学习目标

1、能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题

2、能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断

二、知识准备

熟练书写常见金属与氧气、酸及有关化合物溶液反应的化学方程式。

三、学习探究

[自主学习]

1．  分别写出镁、锌、铁、铝分别跟稀盐酸和稀硫酸反应的化学方程式，并指出其反应类型。

2．写出铝跟硫酸铜反应的化学方程式。

3．写出铜跟硝酸银反应的化学方程式。

4．阅读课本12-13页，记忆金属活动性顺序表，能说明其主要用途。

[交流学习]

小组内检查化学方程式及金属活动性顺序。

[精讲点拨]

在应用金属活动性顺序时应注意的问题

1、排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是氢气；

2、强氧化性的酸如浓硫酸及硝酸与金属不是发生置换反应产生氢气而是产生水等；

3、金属与其他金属的化合物溶液反应时需注意前金换后金，金属的化合物必须可溶于水形成溶液；

4、对于钾、钙、钠等金属的活动性较强，与化合物溶液的反应比较复杂，一般不用其直接置换比其不活泼的金属。

四、达标测试

1．下列各组金属中，活动性由弱到强的是（    ） 

A．Cu、Fe、Zn        B．Al、Mg、Zn       C．Zn、Fe、Hg       D.Mg、Zn、Al

2．将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中，甲表面析出金属铜，乙没有发生反应。据此判断，三种金属的活动性顺序是（   ）

A. 甲＞铜＞乙      B．铜＞甲＞乙       C．乙＞铜＞甲      D．甲＞乙＞铜

3、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是( )

A．Mn+H₂SO₄═MnSO₄+H₂↑      B．Mg+MnSO₄═MgSO₄+Mn

C．Fe+ MnSO₄═FeSO₄+Mn       D．Mn+ CuSO₄═MnSO₄+Cu

4、某金属单质R，不能跟稀硫酸发生反应，但能与硝酸汞溶液发生置换反应，则R可能是（   ）

A.铁     B．镁    C．银    D．铜

5、请判断下列反应能否发生，能发生的写出反应的化学方程式，不能反应的请说明理由。

（1）银和稀硫酸                                               

（2）铁和硫酸锌溶液                                               

（3）铜和硝酸银溶液                                               

（4）镁和氯化银                                               

（5）铝和硫酸亚铁溶液                                               

（6）锌和硝酸汞溶液                                               

6、 第二次世界大战时丹麦沦陷，著名科学家诺贝尔奖章获得者玻尔巧妙地用“王水”(盐酸和硝酸的混合物) 把金质奖章溶解：Au + HNO₃ + 3HCl ==AuCl₃ +NO↑+2H₂O，并保存在一个容器中。战后玻尔向该容器中投入金属铜就使黄金从溶液中析出,并重新铸造成与原来十分相仿的诺贝尔奖章。 根据你学过的化学知识,写出这个反应的化学方程式                          。这个反应属于基本反应类型中的                  。

五、能力提升

1、向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，分反应后过滤。以下判断错误的是(    )

A．滤纸上可能含有铜             B．滤液中可能含有硫酸亚铁

C．滤液中可能含有硫酸铜         D．滤纸上可能含有氧化铜

2、下表是某种常见金属的部分性质：

将该金属投入稀盐酸中，可产生大量气体。根据上述信息回答以下问题：

 ①试推断该金属可能的一种用途                             ；

 ②该金属的活动性比铜            （填强或弱）；

 ③请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成该表：

六、课堂小结

谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。

课后练一练

必做题

1、学习化学，应善于总结，请对“金属活动性顺序”从内容、规律、应用等方面进行总结，填写下面的空白内容

（1）金属活动性顺序：                                                    。

（2）金属与酸反应的规律是                               ，试举出实例（可用化学方程式表示）                                     。

（3）位于            的金属能把位于       的金属从它们的化合物         中置换出来。试举出实例（可用化学方程式表示）                               。

（4）铁与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应时生成           或             跟氢气。

（5）铁与含金属化合物的溶液发生置换反应时生成            价的铁的化合物。

2、下列每组金属是按活动性由弱到强的顺序排列的是（     ）

A．K、Hg、Zn   B．Ag、Al、Au    C．Mg、Te、Cu    D．Pt、Pb、Na

3. 有x、y、z三种金属，如果把x和y分别放人稀硫酸中，x溶解并产生氢气，而Y 不反应；如果把y 和z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在y 表面有银析出，而z没有变化。根据以上实验事实，判断x、y和z的金属活动顺序正确的是  (    )

A．X>y>Z       B．X>Z>y         C．Z>y >X         D．Z>X>y

4、我们的家庭生活中有一个铁桶，现有四种溶液，能用该桶盛放的是（   ）

A．盐酸         B．稀硫酸         C．硫酸铜溶液     D．白酒

5、比较铜和银的金属活动性强弱，可选用的药品是（   ）

A．稀盐酸       B．稀硫酸         C．硫酸锌溶液     D．硝酸汞溶液

6、沈括在 《梦溪笔谈》中提到：信州（今江西省）铅山县有一苦泉，将苦泉水熬煎，得到一种兰色晶体。此晶体常用作游泳池或者浴池消毒剂。试回答：（1）此晶体的化学式为           ，（2）熬煎苦泉水的铁锅用久了就会在表面析出一层红色固体物质，其原因是                          。

7、除去括号中的杂质（用化学方程式表示）

（1）Cu(Zn)

（2）ZnSO₄(CuSO₄)

选做题

8．人类的生产生活离不开金属，下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为：铜、铁、铝。

（1）金属大规模被使用的先后顺序跟_____________（填序号）选项关系最大。

①地壳中金属元素的含量；②金属的导电性；③金属的活动性。

（2）为探究锰与铁的金属活动性，在相同温度下，取大小相同、表面光亮的两种金属薄片，分别投入等体积、等溶质质量分数的足量稀盐酸中（反应中Mn显+2价），请回答：

除了比较与酸反应产生气体速率的快慢，请你再举出一种可比较这二种金属活动性强弱的方法（写出所需药品即可）：_____________和___________。

（3）将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平左右两盘上，调节至平衡，再向两只烧杯中分别放入质量相等的镁和铁，待反应停止后，请判断：

①若天平仍保持平衡，烧杯中一定没有剩余的物质是____________；

②若天平失去平衡，则指针一定偏向放_____________的一边。