浙教版九年级上册第二单元《物质的转化与材料利用》知识点过关

一、金属与非金属的区别
（1）组成不同
①金属是由金属元素组成的，如铁，铜，钠，镁，汞等。
②非金属是由非金属元素组成的，如碳，硫，氧气，氢气等。
（2）性质不同
①金属的性质：都有特殊的光泽，大多数颜色是银白色或灰色，金为黄色，铜为紫红
色，延展性好，硬度大，良好的导电性，导热性，密度高，熔点高。
②非金属的性质：没有光泽，质脆有多种颜色，无延展性，硬度不一致，一般不导电，
不导热密度低，熔点低。
二、金属的用途
（1）物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质，即。
（2）不同的金属有不同的用途，人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质，如它们的密度，外观，价格，来选择使用金属。
金属 主要特性 用途
铁 纯铁质软，密度较大，熔、沸点较高，具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具
铜 具有紫红色的金属光泽，密度大，有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿
铝 密度小，有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料
金 延展性是金属中最好的，性质稳定 首饰装饰品
银 良好的金属光泽，质软，是电、热的优良导体 首饰、装饰品
钨 熔点高 灯丝
钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船
三、合金
（1）定义：把一种金属跟其他金属或非金属融合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。
（2）性能：①合金一般比其组成金属的颜色更鲜艳。
②合金的硬度一般大于其组成它的金属。
③合金的熔点一般低于组成它的金属。
④合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
钢：（1）组成：由碳和铁元素形成的合金。（2）性能：质地坚硬有弹性和延展性，机械性能好。（3）用途：制作汽车车身、刀具、量具等。
四、金属的污染和回收利用
（一）金属污染来源
(1)日常生活废弃的金属垃圾。(2)大量工业废弃的金属垃圾。
(3)工厂排出含重金属的污水。(4)含铅汽油的使用及大量废弃电池。
（二）金属污染的危害
(1)浪费大量资源。
(2)铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中,破坏土壤结构。
(3)像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。
（三）防治金属污染的方法
(1)垃圾进行分类回收。
(2)回收各种废弃的金属材料。
基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。回收利用金属可以降低生产成本，节约金属资源，节约能源，减少对环境的污染，产生巨大的社会效益和经济效益。
(3)使用无铅汽油。
(4)废旧电池不能任意丢弃。
(5)工业废水和废渣处理后排放。
【课外拓展】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；
目前世界上年产量最高的金属——铁； 导电、导热性最好的金属——银；
硬度最高的金属——铬； 海水中含量最高的金属——钠
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——锂。
一、金属与氧气反应
（一）有些金属常温下就能与氧气反应
(1)在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3
(2)在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。
（二）有些金属能在空气中燃烧
2Mg+O2点燃2MgO
现象是剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。
（三）有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧
3Fe+2O2点燃Fe3O4
现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。
（四）有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物
2Cu+O2 △ 2CuO
现象是铜丝表面由紫红色变成黑色。
（五）金等金属即使在高温下也不与氧气反应
二、金属与酸的反应
(1)镁、锌等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式为
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为氢气。
（2）铜、银等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。
（3）金属活动性顺序
在金属活动顺序表中，K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
位于氢前面的金属才能和盐酸、稀硫酸反应，放出氢气，但反应的剧烈程度（产生气泡的速率）不同。越左边的金属与酸反应速率越快，铜和以后的金属不能置换出酸中的氢。
（4）置换反应
（1）定义：指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。
三、金属与某些盐溶液的反应
把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表：
实验操作 实验现象 化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象
铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(1)在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。
(3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
(4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和氢气，碱再与盐发生复分解反应。
四、酸和金属反应的快慢、酸过量和金属过量的问题分析
五、金属锈蚀
金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占钢铁年产量的四分之一。所以，研究金属的锈蚀原因，找到科学的防止金属锈蚀的方法显得尤为重要。
（一）金属锈蚀的条件
金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。
（二）实验探究铁锈蚀的条件
(1)实验在3支试管中进行： A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置图如图所示。
(2)一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。
(3)因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。
（三）防止金属生锈的方法
根据金属锈蚀的条件，入们采取了一系列措施以防止金属生锈，如：
(1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。
(2)在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。例如，在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。
(3)改变金属的内部组织结构(制成合金)。如加入铬、镍制成不锈钢等。
一、有机物
（一）有机物的定义
含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外)叫有机化合物，简称有机物，大多含有C、H、O、N等元素。有机物是有机化合物的简称，所有的有机物都含有碳元素。但并非所有含碳的化合物都是有机化合物，如CO、CO2、H2CO3、CO32-盐等，它们虽然含有碳元素，但由于它们在结构、组成、性质上都跟无机化合物相似，所以通常把它们归为无机物。
（二）几种简单的有机物
1、甲烷
最简单的有机物，化学式为CH4。稻草及动物粪便经过发酵会产生大量的沼气，农村里常用作燃料供热。沼气、瓦斯、天然气的主要成分都是甲烷。火星的大气层中也发现有很多的甲烷。沼气、天然气和石油气的主要成分都是甲烷。火星的大气层也发现有很多的甲烷。
甲烷具有可燃性，纯净的甲烷在空气中燃烧时产生蓝色火焰，生成水和二氧化碳，如图所示，烧杯内壁产生一层白膜。燃烧的化学方程式为CH4+2O2点燃CO2+2H2O
（三）丁烷
打火机内液体的主要成分，化学式为C4H10家用液化气的主要成分也是丁烷。气态的丁烷经压缩后变成液态，灌装在容器中贮存，使用时经减压，使液态丁烷汽化。丁烷容易被液化，具有可燃性，
燃烧的化学方程式为2C4H10 + 13O2 点燃 8CO2+ 10H2O。
（四）乙炔
化学式为C2H2，具有可燃性，在氧气中燃烧时能产生3 000 ℃以上的高温，可以用于焊接和切割金属，燃烧的化学方程式2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O
（五）有机物的特性
（1）大部分有机物熔点较低，易挥发，不易导电，易燃烧等。
（2）许多有机物，如酒精、乙醚、苯等都是常见的、很好的溶剂
生物体中的有机物
1.有机物是生物体各组织的主要成分。人体的生长发育和体内各组织的新陈代谢，都需要各种有机物的参与。
2.人体内最基本的有机物有糖类、蛋白质、脂肪等。
（1）糖类是人体消耗能量的主要来源（供能物质），也是合成人体中许多重要化合物的原料。常见的糖类有葡萄糖（单糖）、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖，最简单的糖类是葡萄糖（C6H12O6）。
（2）蛋白质是构成生物体的基本物质，蛋白质是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。相对分子量约在1.2~100万之间。蛋白质由C、H、O、N四种元素组成。
（3）脂肪：由碳、氢、氧三种元素组成，摄入的脂肪，一部分通过氧化转化为生命活动所需的能量，另一部分以贮存能量的形式存在于体内（皮下脂肪）。
3.人每天摄取的食物，大部分都是有机物。这些有机物在生命活动中经过消化吸收、贮存、转化、消耗等过程不断地变化着，实现各种物质的转化和能量的转移。
4.自然界物质循环的基本途径。
（1）自然界中各种无机物通过被植物吸收，从自然环境进入生物圈，变成有机物。
（2）通过生物之间的食物关系进行转移。生物体通过呼吸作用，将有机物转化为无机物，通过生物的排泄物和尸体的分解，使有机物变成无机物，回到自然环境中去。
三、有机合成材料
有机合成材料的主要成分是用人工合成的方法制得的高分子化合物，三大合成材料：合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
（一）塑料
(1)塑料的种类和用途
常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃和电木塑料等。它们可以被制成薄膜、日用品、管道、塑料板材、泡沫包装材料、电器绝缘部件和外壳等。
(2)塑料的性能
优点：①塑料具有可塑性，如果把它加热到一定的温度，就能熔化成黏稠状的液体，趁热把它注人不同的模具里，冷却后就会形成各种形状的制品。
②塑料具有良好的绝缘性能，电器外壳大多用塑料制成。
③塑料轻而结实且易加工，柔韧性高，用于制鞋底拖鞋凉鞋等。
④塑料绝热性能佳，常作保温器材的外壳。
⑤塑料一般不与化学物 质发生反应，常用于制造试剂瓶。
缺点：不易分解，会造成严重的环境污染“白色污染”。
（二）合成纤维
合成纤维是以石油化工产品等为主要原料人工合成制得的。不同品种的合成纤维具有各自独特的性能，例如，聚酰胺纤维(锦纶)的耐磨性、聚酯纤维(涤纶)的挺括耐摺性、聚丙烯腈纤维(腈纶)的保暖性和良好手感。合成纤维因其具有特殊性能，被广泛用于制造航天器、飞机、火箭、导弹的绝缘材料特殊防护材料、增强材料以及人造心脏瓣膜外科缝线等。
（三）合成橡胶
合成橡胶是以煤石油、天然气为主要原料人工合成的高弹性聚合物，具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
一、物质分类的方法
自然界中物质种类繁多性质各异，为了更好地研究和识别它们，人们常要对它们分门别类。分类时要依据一定的标准(如依据物质的物理性质、化学性质或物质的组成等)，分类的依据不同，分类的结果也不同。
（一）根据物质的物理性质不同，如颜色、状态、气味、硬度、密度、溶解性等，对物质进行分类。
（二）根据物质的化学性质不同，如可燃性、氧化性还原性热稳定性、酸碱性等，对物质进行分类。
（三）根据纯净物的元素组成进行分类
物质的性质用途与其组成有密切的联系，科学家常常根据组成来给物质分类。纯净物根据元素组成的不同，可分为单质和化合物两大类。
(1)单质
概念：由一种元素组成的纯净物。如O2、H2、Fe、S等。
特征：a.是纯净物； b.由同种元素组成。
判断依据：a.先确定是不是纯净物； b.是否由一种元素组成。
分类：按性质不同可分为金属单质和非金属单质。
(2)化合物
概念：由两种或两种以上元素组成的纯净物。如H2O、P2O5、NaOH、Na2CO3等。
特征： a.是纯净物； b.由不同种元素组成。
判别依据： a.先确定是不是纯净物； b.是否由不同种元素组成。
分类：化合物还可以根据其组成中是否含碳元素，分为无机化合物和有机化合物。
①无机化合物
概念：一般是指由除碳元素之外的其他元素组成的化合物。分类：根据组成分为氧化物、酸、碱、盐。
②有机化合物
概念：含碳的化合物(碳的氧化物碳酸和碳酸盐等除外)。
特征：一定含有碳元素。
化学性质：具有可燃性，一般在空气中燃烧时生成CO2和H2O。加热时易炭化，不完全燃烧时有黑色的炭生成。
③氧化物
概念：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。
特征：由两种元素组成的化合物；必含氧元素。
判断依据：先确定是不是化合物；是否由“二元一氧”(两种元素，其中一种为氧元素)组成。分类：根据组成元素的不同，氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物。
一、非金属及其化合物之间的转化
（一）某些非金属可以转化为非金属氧化物
4P+5O2 点燃 2P2O5 C+O2 点燃 CO2 2H2+O2 点燃 2H2O
（二）非金属氧化物可以转化生成酸，不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物
SO2+H2O = H2SO3 SO3+H2O = H2SO4 CO2+H2O==H2CO3
H2CO3 △ CO2↑+ H2O
（三）非金属与其他化合物的转化
非金属 → 非金属氧化物 → 酸 → 盐
非金属 → 非金属氧化物 → 盐+水
二、金 属及其化合物之间的转化
（一）某些金属与非金属发生反应，转化成化合物
2Na+Cl2 点燃 2NaCl 2Fe+3Cl2 点燃 2FeC13 Cu+Cl2 点燃 CuCl2
（二）某些金属氧化物可以与水反应生成碱
Na2O+H2O = 2NaOH BaO+H2O = Ba(OH)2 K2O+H2O=2KOH
三、金属的冶炼
在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。
常见还原剂：C、CO、H2
C+2CuO2Cu+CO2↑ 黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊
H2+CuOCu+H2O 试管内黑色粉末变红色，试管口出现水珠
步骤：实验开始时先通入H2, 一段时间后再加热（防止氢气与空气混合加热时试管爆裂）；实验结束后，先熄灭酒精灯，继续通入H2， 直到试管冷却为止（防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成氧化铜）
提示：试管口要略低于试管底，防止反应生成的水倒流。导管贴试管上壁伸入试管底部
3CO+Fe2O32Fe+3CO2最好在通风橱中进行。实验时应该先通一会CO，以排除试管中的空气，防止CO
与空气混合加热时引起爆炸。多余的CO不能直接排到空气中，应对着火焰烧掉（实验装置末端设置点燃的酒精灯燃烧尾气）
四、物质转化规律
浙教版科学九年级第二章《物质的转化与材料利用》知识梳理
金属材料
金属的化学性质
有机物和有机合成材料
物质的分类
物质的转化