人教版（五四制）九年级全一册化学 第一单元 金属和金属材料 复习（课件）（33张PPT）

(共33张PPT)
第一单元 金属和金属材料
复习课件
一、金属材料
1.金属材料包括纯金属以及它们的合金。
2.金属共同的物理性质有：有光泽、能够导电、能够导热、有延展性、能够弯曲。
3.大多数金属呈银白色，但铜却呈紫红色，金呈黄色；常温下大多数金属都是固体，但汞却是液体。不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差异较大。
4.把两种或两种以上的金属熔合在一起，或把金属和非金属熔合在一起，就可以制得具有金属特征的合金。合金可以是金属与金属熔合而成，也可以是金属和非金属熔合而成。
5.生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金。
6.合金的颜色与组成它的纯金属有差异，合金的硬度一般比其组分金属大，合金的熔点一般比组分金属低，合金的强度一般比其组分金属更高，多数合金的抗腐蚀性能比其组分金属好，实际应用中，大量使用的常常不是纯金属，而是合金。
7.常见的合金有：不锈钢、锰钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、18K黄金。
【例1】某铁合金样品3g在纯氧气中完全燃烧，将所得的气体全部通入足量的澄清石灰水中，只生成0.12g白色沉淀，则此铁合金属于（ ）
A．钢 B．生铁
解析：设该铁合金样品3g在纯氧气中完全燃烧生成CO2的质量为x。
Ca（OH）2 +CO2= CaCO3↓+H2O
44 100
X 0.12g
X=0.0528g
设该铁合金样品中碳的质量为y。
C+O2 = CO2
点燃
12 44
y 0.0528g
y=0.0143g
该铁合金碳元素的质量分数为：
因为钢的含碳量为0.03%～2%，
所以此铁合金属于钢。
Ca（OH）2+CO2 = CaCO3↓+ H2O
设该铁合金样品3g中碳的质量为x
C+O2 = CO2
点燃
12 100
x 0.12g
x=0.0144g
该铁合金碳元素的质量分数为：
因为钢的含碳量为0.03%～2%，
所以此铁合金属于钢。
解析：
方法二：
C ～CO2 ～CaCO3
【例1】某铁合金样品3g在纯氧气中完全燃烧，将所得的气体全部通入足量的澄清石灰水中，只生成0.12g白色沉淀，则此铁合金属于（ ）
A．钢 B．生铁
Ca（OH）2+CO2 = CaCO3↓+H2O
C+O2 = CO2
点燃
该铁合金碳元素的质量分数为：
因为钢的含碳量为0.03%～2%，
所以此铁合金属于钢。
解析：发生了下列两个反应：
方法三：
铁合金中的碳在发生了上述两个反应后，全部含在CaCO3中，因为在化学反应中元素的种类和质量均不改变，所以铁合金中的碳的质量为：
【例1】某铁合金样品3g在纯氧气中完全燃烧，将所得的气体全部通入足量的澄清石灰水中，只生成0.12g白色沉淀，则此铁合金属于（ ）
A．钢 B．生铁
二、金属的化学性质
1.可以通过以下三种方法判断金属的化学活动性：
①金属能否与氧气反应以及反应的难易程度；
②金属与酸是否反应以及反应的剧烈程度；
③金属能否把另一种金属从其化合物的溶液中置换出来。
金属活动性从左到右由强逐渐减弱
金属在溶液中的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
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。
金属活动性顺序可以给我们以下一些判断依据：
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化合物的溶液里置换出来。
（前金换后金）
注意：
①K、Ca、Na三种相当活泼的金属放入金属化合物的溶液中要与溶液中的水反应，而不能把其它金属从其化合物的溶液中置换出来。
②单质铁与酸等物质发生置换反应生成的含铁的化合物中铁显亚价（+2价）。
【练习1】完成下列化学方程式
（1）铝在空气中与氧气反应 。
（2）在空气中加热铜片 。
（3）细铁丝在氧气中燃烧 。
（4）镁和盐酸反应 。
镁和稀硫酸反应 。
（5）锌和盐酸反应 。
锌和稀硫酸反应 。
4Al＋3O2=2Al2O3
加热
2Cu+O2=2CuO
3Fe+2O2=Fe3O4
点燃
Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑
Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
【练习1】完成下列化学方程式
（6）铁和盐酸反应 。
铁和稀硫酸反应 。
（7）铝和盐酸反应 。
铝和稀硫酸反应 。
（8）铜丝浸入盐酸溶液中 。
铜丝浸入硫酸溶液中 。
（9）铝丝浸入硫酸铜溶液中
。
铜丝浸入硝酸银溶液中 。
铜丝浸入硫酸铝溶液中 。
Cu＋HCl →
Cu＋H2SO4 →
2Al＋3CuSO4=Al2（SO4）3＋3Cu
Cu＋2AgNO3=Cu（NO3）2＋2Ag
Cu＋Al2（SO4）3→
/
/
/
Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑
2Al＋3H2SO4=Al2（SO4）3＋3H2↑
2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑
【例2】下列物质不可能是通过相应的金属跟稀酸发生置换反应制得的是（ ）
A．硫酸铁 B．硫酸锌
C．氯化镁 D．氯化亚铁
Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑
Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
【练习2】下列反应的化学方程式中，正确的是（　）
A. Cu+2AgCl=2Ag+CuCl2
B. 2Ag+Zn（NO3）2=Zn+2AgNO3
C. 2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4
D. Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（我国西汉湿法炼铜原理）
D
【练习3】有A、B、C三种+2价金属，它们之间有如下关系：
（1）A+B（NO3）2=A（NO3）2 +B
（2）C+H2SO4=CSO4+H2↑
（3）A+H2SO4不反应。
则它们的金属活动性由强到弱的排列是（ ）A．A>B>C B．B>A>C
C．C>A>B D．A>C>B
C
【例3】某废液中含有HCl、FeCl2和CuCl2，要从中全部回收金属铜。某化学兴趣小组的同学先加入过量的铁粉，充分反应后过滤，滤渣中含有 ，如果想用化学方法继续实验得到金属铜，请写出简要步骤（包括加入试剂和操作方法）。
Fe和Cu
将滤渣转移到烧杯中，加入过量的稀盐酸，然后过滤。
三、化学反应
由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叫做置换反应。
化合反应：A+B=C
分解反应：C =A+B
置换反应：A+BC = AC+B
四、金属资源的利用和保护
1.把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理：高温下，利用一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
3CO+Fe2O3 Fe+3CO2
2.铁生锈的条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。
3.铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
4.铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。
5.铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀，故铁制品生锈后要及时除去。
6.防止铁制品生锈可采取以下措施：①铁制品要放置在干燥的环境中；②在铁制品表面涂上一层保护膜，如可涂油、刷漆；③在铁制品表面镀上其他金属；④在铁制品铁表面形成一层致密的氧化膜，例如烤蓝；⑤改变金属内部结构制成合金，如将铁制成不锈钢。
7.保护金属资源的途径：（1）防止金属腐蚀；（2）回收和利用废旧金属；（3）合理开采矿物；（4）寻找金属代用品。
【例4】将6.96g铁的某种氧化物在高温下与足量的一氧化碳充分反应，生成5.28g二氧化碳，则这种铁的氧化物应该是（ ）
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．无法确定
yCO+FexOy xFe+yCO2
解析：设这种铁的氧化物的化学式为FexOy。
56x+16y
44y
6.96g
5.28g
所以这种铁的氧化物为Fe3O4。
C
【例5】2.4g镁与足量的稀盐酸反应，产生氢气的质量和反应时间的关系如下图所示，求a的值。
产生氢气的质量/g
反应时间
a
解： 从图可知，a是2.4g镁与足量的稀盐酸完全反应产生氢气的质量。
Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
24 2
2.4g
a
a=0.2g
答：a的值为0.2g。
【拓展提升1】5.6g不纯的铁与足量的稀H2SO4完全反应后放出0.18gH2，则铁中所含的杂质可能是（ ）
A．镁 B．铝 C．锌 D．铜
解析： 设5.6g纯铁与足量的稀硫酸反应放出H2的质量为x。
Fe+H2SO4= FeSO4+H2↑
2
5.6g x=0.2g
设5.6g锌与足量的稀硫酸反应放出H2的质量为m。
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
2
5.6g m=0.17g
设5.6g铝与足量的稀硫酸反应放出H2的质量为z。
2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
54 6
5.6g z=0.62g
5.6g铜与足量的稀硫酸反应放出H2的质量为0。
设5.6g镁与足量的稀硫酸反应放出H2的质量为y。
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
2
5.6g y=0.47g
C 、D
【拓展提升2】一定量铜粉和镁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应，过滤，所得固体不溶物在加热条件下与足量的氧气充分反应后，所得产物的质量是原混合物质量的一半，则原混合物中铜粉和镁粉的质量比为（ ）【Cu-64 O-32】
A．1:1 B．4:3 C．2:3 D．3:2
2Cu + O2 = 2CuO
△
解析：设原混合物中铜粉和镁粉的质量分别为x、y。
160
X
方法一：
C
2Cu + O2 = 2CuO
△
解析：取1g混合物进行上述反应，设所取混合物中铜粉的质量为x。
160
X
镁粉的质量为
原混合物中铜粉和镁粉的质量比为：
0.4g：0.6g=2:3
方法二：
【拓展提升2】一定量铜粉和镁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应，过滤，所得固体不溶物在加热条件下与足量的氧气充分反应后，所得产物的质量是原混合物质量的一半，则原混合物中铜粉和镁粉的质量比为（ ）【Cu-64 O-32】
A．1:1 B．4:3 C．2:3 D．3:2
C
Mg
Zn
Fe
反应时间
0
产生H2
质量
（ ）
（ ）
（ ）
X
Y
Z
【拓展提升3】将等质量的颗粒大小相同的铁、锌、镁分别投入到
足量的稀盐酸中，充分反应后绘制出如下曲线：
思考：你能判断出X、Y、Z分别是什么金属吗？ 依据是什么？
a
b
c
解析：设铁、锌、镁的质量均为m，产生氢气的质量分别为a、b、c。
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56 2
m a
Mg+2HCl =MgCl2+H2↑
2
m c
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
65 2
m b
产生氢气最多的是镁，其次是铁，最少的是锌。
方法一
判断依据：金属的活动性越强，与酸的反应越快。（斜线部分越陡说明相同时间产生氢气的质量越多，反应速度越快，反应越剧烈）。
Mg
Zn
Fe
反应时间
0
产生H2
质量
（ ）
（ ）
（ ）
X
Y
Z
方法二：
【拓展提升3】将等质量的颗粒大小相同的铁、锌、镁分别投入到
足量的稀盐酸中，充分反应后绘制出如下曲线：
思考：你能判断出X、Y、Z分别是什么金属吗？依据是什么？
【拓展提升4】室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量（m）与时间（t）的关系图正确的是 （ ）
t
Mg
m
Al
m
Mg
t
Al
Al
m
t
Mg
t
Mg
m
Al
2Al＋3H2SO4=Al2（SO4）3＋3H2↑
设镁和铝的质量均为m，它们分别与足量的稀硫酸反应放出H2的质量分别为x和y。
Mg+ H2SO4 = MgSO4 + H2↑
A
B
C
D
m
x
24 2
m
y
54 6
C
【拓展提升5】若干克铜粉和铁粉的混合物与盐酸充分反应后过滤，将滤渣在空气中充分加热，加热后产物的质量恰好等于原混合物的质量，则原混合物中铁的质量分数为（ ） （ Cu-64 O-32 ）
A．20% B．40% C．50.4% D．80%
解析：设原混合物中铁和铜的质量分别为x和y。
加热
2Cu+O2= 2CuO
铜粉和铁粉的混合物与盐酸充分反应后，铁被盐酸反应掉，滤渣中的金属只有铜粉，将滤渣在空气中充分加热得到氧化铜，因为加热后产物的质量恰好等于原混合物的质量，则与铜反应的氧气的质量等于原混合物中铁的质量，所以与铜反应的氧气的质量为x。
128 32
y
x
y=4x
原混合物中铁的质量分数为：
A
方法二
解析：铜粉（Cu）和铁粉（Fe）的混合物与盐酸充分反应后，铁被盐酸反应掉，滤渣中的金属只有铜粉，将滤渣在空气中充分加热得到氧化铜（CuO），因为加热后产物的质量恰好等于原混合物的质量，则氧化铜中氧元素的质量等于参加原混合物中铁的质量，原混合物中铁的质量分数为等于氧化铜中氧元素的质量分数。
所以原混合物中铁的质量分数为20%。
氧化铜（CuO）中氧元素的质量分数为：
原混合物：
最后所得固体：
Cu. Fe
Cu O
【拓展提升5】若干克铜粉和铁粉的混合物与盐酸充分反应后过滤，将滤渣在空气中充分加热，加热后产物的质量恰好等于原混合物的质量，则原混合物中铁的质量分数为（ ） （ Cu-64 O-32 ）
A．20% B．40% C．50.4% D．80%
【拓展提升6】在稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中，加入适量铁粉，使其恰好完全反应。反应后经过滤得到固体物质与所加铁粉的质量相等，原混合溶液中硫酸和硫酸铜的质量比为（ ）。（相对原子质量：Cu-64 Fe -56 S-32 O-16 H-1）
A．7:80 B．1:1 C．7:40 D．49:80
解：因为铁粉恰好完全反应无剩余，所以过滤得到的固体就只有铜单质，假设过滤得到的铜为64g，由题目“反应后得到的固体质量与所加铁粉质量相等”知：加入铁粉的质量也为64g。
设混合溶液中硫酸铜的质量x，与之反应的铁的质量y。 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
56 160 64
y X 64g
x=160g y =56g
与稀硫酸反应的铁的质量为64g-56g=8g，设混合溶液中硫酸的质量m。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 98
8g m
m=14g
原混合溶液中硫酸和硫酸铜的质量比为：
14g:160g=7:80。
A
【拓展提升7】把盛有等质量盐酸的两个等质量的烧杯分别置于托盘天平的两端，分别在两烧杯中各放入一定量的铁粉和碳酸钙粉末，完全溶解后，天平仍保持平衡，则所加入的铁粉和碳酸钙粉末的质量比是多少？
解：设加入铁粉的质量为x，生成氢气的质量为m。
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
设加入碳酸钙的质量为y，生成二氧化碳的质量为n。
56 2
X m
反应后增加的质量为：
100 44
y n
反应后增加的质量为：
因为加入固体完全溶解后天平仍保持平衡，则
答：所加入的铁粉和碳酸钙粉末的质量比是392:675。
谢 谢