期末复习08 第八单元 金属和金属材料 课件 -化学人教版（2024）

(共32张PPT)
期末复习
08金属和金属材料
（人教版）九年级
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纯金属
合金
物理性质
第八单元 金属和金属材料
化学性质
硬度更高
抗腐蚀性能更强
金属活动性顺序
熔点更低
置换反应
金属资源的利用
和保护
铁的冶炼
铁的锈蚀和防护
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一、金属材料
1.金属材料：
包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
2.金属物理性质：
(1)共性：常温下为固体，有金属光泽，大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性。
(2)特性：
①多数金属呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色。
②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。
③各种金属的硬度、密度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。
④有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉和银粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。
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一、金属材料
(1)青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100 多年前)→钛和钛合金(21 世纪重要的金属材料)。
(2)目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。
3.金属的使用
(1)主要因素:性质决定用途。
(2)其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
(3)生活中的金属：
干电池外皮→锌/锰；“银粉”→铝；水银温度计→汞；“锡箔”纸→铝或锡；保温瓶内胆→银
2.金属材料的发展
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一、金属材料
（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
金属之最：
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二、合金
1.概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物
②形成合金的过程是物理变化
③合金各成分的化学性质不变
2.合金的优点：
合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好
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3.合金与纯金属的硬度比较方法：
二、合金
（一）误认为合金就是金属单质的熔合。
合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,
例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
（二）误认为合金的熔合过程是化学变化。
合金形成过程中，几种成分是熔合在一起的，发生的是物理变化，不是化学变化。
（三）误认为在金属表面电镀一层其它金属就是合金。
合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
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几种重要的合金
合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆合金
生铁 钢 黄铜 青铜 成分 含碳量 2%～4.3% 含碳量 0.03%～2% 铜锌 铜锡 铅锡合金 钛镍合金
备注 铁的合金主要含 Fe、C， 区别主要是含碳量不同 紫铜是纯铜 熔点低 焊 熔点低 焊接金属 与人体有很好的相容性，可用于制造人造骨 具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线
1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
3.合金的各种成分均以单质形式存在
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【例1】合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金
的说法不正确的是( )
A．人类生产和使用铁器早于青铜器
B．生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C．不锈钢属于金属材料
D．合金拓宽了金属材料的应用范围
A
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【例2】东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于( )
A．合成材料
B．天然材料
C．金属材料
D．复合材料
C
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二、金属的化学性质
1、与氧气反应
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温 镁 打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体
铝 打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜
点燃或加热 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体
铜 在空气中加热表面变为黑色
高温 金 在空气中加热不变色
点燃时: 2Mg+O2 ====2MgO
点燃
常温下：4Al+3O2=2Al2O3
在氧气中点燃: 3Fe+2O2===Fe3O4
点燃
在空气中加热: 2Cu+O2 2CuO
△
==
铝具有很好的抗腐蚀性能原因：铝与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。
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2.与稀盐酸、稀硫酸反应：
（1）反应规律： 金属＋酸→盐＋H2↑
（2）注意事项：
实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。
Mg + H2SO4 ===MgSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑
Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑
Mg + 2HCl ====MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
置换反应： 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应
表达式：A+BC==B+AC
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3.金属与其他金属化合物溶液的反应（前金换后金）
Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
2Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3
Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
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4.金属活动性顺序
金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强到弱　　
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
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
(K、Ca、Na除外)
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【例1】现有甲、乙、丙三种金属，采用将其中的一种金属分别放入另外两种金属的硫酸盐溶液中的方法进行实验，得到三种金属间的转化关系（如下图所示）。则三种金属活动性由强到弱的顺序是（　　）
A.乙、甲、丙
B.乙、丙、甲
C.丙、甲、乙
D.丙、乙、甲
C
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例2.验证Zn、Fe、Cu金属的活动性强弱，下列的实际组合实验方案不能达到实验目的是（　　）
A.FeSO4溶液、Zn、Cu
B.ZnSO4溶液、稀盐酸溶液、Fe、Cu
C.ZnSO4溶液、FeSO4溶液、Cu
D.ZnCl2溶液、CuCl2溶液、Fe
C
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【例3】某化学小组用下图所示实验装置，探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨，其目的是什么？
(2)请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。
(3)通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序，请补充实验继续探究。(简要叙述实验步骤)
【答案】
(1)除去铝丝表面氧化膜
(2)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag或2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu
(3)将铜丝插入到硝酸银溶液中（或将银丝插入到硝酸铜溶液中）
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三、金属的冶炼
1.金属在自然界的存在
金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S
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2.铁的冶炼
（1）一氧化碳还原氧化铁实验
①实验原理：Fe2O3+3CO ===2Fe+3CO2
高温
②实验装置
③实验步骤
a.检查装置气密性；
b.转入药品并固定装置；
c.通入 CO 并点燃酒精灯；
d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热；
f.等装置冷却后，停止通 CO，熄灭酒精灯。
④实验现象
红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。
⑤有关的化学方程式
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（2）工业炼铁
①炼铁的原理
在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。
2.铁的冶炼
②原料及作用
a.铁矿石：提供原料。
b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。
c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。
③设备：高炉。
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【例1】人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是（ ）
A．金属在常温下都是固体
B．工业炼铁的原理是 Fe2O3+3CO2=====Fe+3CO2，该反应属于置换反应
C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应
高温
C
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【例2】某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题：
(1)A的化学式为___________。
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理________，实际上高炉炼得的铁是生铁，生铁属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)生铁等金属制品易锈蚀，请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法_______。
【答案】
(1)CO2
(2) Fe2O3 + 3CO=====2Fe + 3CO2 混合物
(3)在铁制品表面涂油、喷漆、搪瓷等
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四、金属资源的保护
1.铁制品锈蚀的条件的探究
实验装置
现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触
结论 铁钉生锈的条件：铁和氧气(或空气)、水接触同时接触 （1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。
（2）铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。
（3）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。
（4）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。
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2.防止铁制品锈蚀的原理和方法
（1）防止铁制品锈蚀的原理：
破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。
（2）防止铁制品锈蚀的方法：
①保持铁制品表面干燥和洁净。
②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。
③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。
④将铁制品制成合金，如不锈钢。
⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。
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3.金属资源的保护
（1） 必要性
①金属矿物的储量有限，且不可再生；
②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
（2） 有效途径
①防止金属腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③合理有效地开采矿物；
④寻找金属的代用品等。
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五、含杂质的反应物(或生成物)质量的计算
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【例1】防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是( )
A．表面涂油
B．表面刷漆
C．覆盖塑料
D．制成合金
D
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【例2】某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因
素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列说法错误的是( )
A．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D．对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
B
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【例3】下列说法正确的是( )
A．人类利用的能量都是通过燃烧获得的
B．原子得失电子变成离子后，元素种类发生了改变
C．回收废旧金属有利于金属资源的充分利用
D．原子核都是由质子和中子构成的
C
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【例4】工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。
(1)赤铁矿(主要成分为 Fe2O3 )在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。
(2)计算：
① 5000t 含氧化铁 84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是____________t；
②上述赤铁矿理论上可炼得含铁 98％的生铁___________t。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
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