人教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè) 金屬和金屬材料單元復(fù)習(xí)

1、1.了解金屬的物理性質(zhì),知道金屬的用途.2.掌握金屬的化學(xué)性質(zhì),能夠運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序判斷反應(yīng)能否發(fā)生.3.了解煉鐵的原理和金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法.4.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)計(jì)算.通過比較學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和處理信息的能力,并構(gòu)建出與金屬材料相關(guān)聯(lián)的知識(shí)體系.通過對(duì)我國(guó)古代煉鐵的介紹,激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情;通過對(duì)廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染介紹,讓學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí);通過對(duì)礦物可開采年限的介紹,教育學(xué)生要懂得保護(hù)金屬資源.【重點(diǎn)】金屬的化學(xué)性質(zhì),鐵的冶煉.【難點(diǎn)】引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究的過程和方法等方面的教學(xué)中.金專題一金屬材料1.金屬材料:純金屬(90多種);合金(

2、幾千種).2.合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì).一般來說,合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低,硬度比各成分金屬大,抗腐蝕性能更好.不過,實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)考慮金屬材料的價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素.常見合金如下表:合金鐵的合金銅合金焊錫鈦合金形狀記憶合金生鐵鋼黃銅青銅成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%銅鋅合金銅錫合金錫鉛合金鈦鎳合金備注不銹鋼:含鉻、鎳的鋼具有良好的抗腐蝕性能紫銅為純銅熔點(diǎn)低熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好加熱后形狀復(fù)原3.鐵的冶煉(1)工業(yè)煉鐵的基本知識(shí):煉鐵的原

3、料是鐵礦石常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)和赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、焦炭、石灰石和空氣,主要設(shè)備是高爐.煉鐵的基本原理是:在高溫條件下,利用反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來,3CO + Fe2O32Fe + 3CO2.(2)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn):裝置圖:見下圖.實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象:紅色粉末變?yōu)楹谏?澄清的石灰水變渾濁,尾氣點(diǎn)燃產(chǎn)生藍(lán)色火焰.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):先通入一氧化碳?xì)怏w,排盡裝置內(nèi)的空氣,防止一氧化碳與空氣混合加熱后,發(fā)生爆炸;實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w,直到玻璃管冷卻,防止高溫下的鐵與空氣接觸,被氧化為氧化鐵,同時(shí),實(shí)驗(yàn)過程中還可防止澄清石灰水倒吸;尾氣中含

4、有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以尾氣要處理,直接排放會(huì)污染空氣;若實(shí)驗(yàn)中沒有酒精噴燈,也可用酒精燈代替,不過要在火焰上加一個(gè)金屬網(wǎng)罩,使火力更加集中,提高溫度.(3)鐵的銹蝕鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3·xH2O).防止鐵制品生銹的措施:保持鐵制品表面的清潔、干燥;表面涂保護(hù)膜,如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等;制成不銹鋼.鐵銹很疏松,不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng),因此鐵制品可以全部銹蝕,因而鐵銹應(yīng)及時(shí)除去.而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能.4.金屬資源的保護(hù)和利用(1)防止金屬腐蝕;(2)回收利

5、用廢舊金屬;(3)合理開采礦物;(4)尋找金屬的代用品.5.含有雜質(zhì)的化學(xué)計(jì)算據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),不論是反應(yīng)物還是生成物,代入化學(xué)方程式計(jì)算的都必須是純凈物的質(zhì)量.但在金屬冶煉等實(shí)際生產(chǎn)過程中,所用原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì),因此在實(shí)際生產(chǎn)中計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)需要考慮雜質(zhì)問題.通常認(rèn)為雜質(zhì)不參加反應(yīng),可以利用下列公式將不純物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成純凈物的質(zhì)量:純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(純度) =純凈物的質(zhì)量/混合物的質(zhì)量×100%;純凈物的質(zhì)量= 混合物的質(zhì)量×純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù);純度=1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).在冶鐵的計(jì)算中,一般涉及四種物質(zhì):鐵、生鐵、氧化鐵(或四氧化三鐵)、鐵礦石.鐵與氧化鐵(或

6、四氧化三鐵)是純凈物,能直接代入化學(xué)方程式計(jì)算,而生鐵、鐵礦石屬于混合物,不能直接代入化學(xué)方程式計(jì)算.生鐵中主要含鐵,鐵礦石是冶鐵的原料,含鐵的氧化物主要是氧化鐵或四氧化三鐵,計(jì)算的主線是: 生鐵鐵氧化鐵 (或 四氧化三鐵)鐵礦石.【專題分析】金屬與金屬礦物是一級(jí)主題身邊的化學(xué)物質(zhì)中的一個(gè)二級(jí)主題,在每年的中考中都有它的身影,如選擇、填空、探究、計(jì)算等.包含了金屬材料的種類及對(duì)環(huán)境的影響、合金、金屬的銹蝕、金屬的性質(zhì)及用途、金屬的活動(dòng)性及比較、金屬在自然界的存在、金屬的冶煉等多個(gè)重要知識(shí)點(diǎn).由于金屬材料和日常生活、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系密切,命題方向集中在金屬材料在生活中的應(yīng)用、金屬的化學(xué)性質(zhì)、金屬

7、資源的利用與保護(hù)等幾個(gè)方面.主要考查同學(xué)們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.隨著時(shí)代的發(fā)展,各種新金屬材料的不斷問世,結(jié)合所學(xué)知識(shí)考查“新金屬”的試題已成為中考的趨勢(shì).金屬和金屬材料屬于一類常見的重要化學(xué)物質(zhì).作為初中化學(xué)新課程的核心內(nèi)容之一,是中考命題所關(guān)注的重要素材之一,也是中考化學(xué)的必考點(diǎn)和熱點(diǎn).考查形式:中考中的考查形式靈活多變,多以生活應(yīng)用型、正誤判斷型、信息給予型、性質(zhì)探究型、圖像型、計(jì)算型等形式考查.通常以選擇題、填空題的形式考查金屬材料的分類和應(yīng)用實(shí)例.以計(jì)算題的形式考查含有雜質(zhì)的化學(xué)計(jì)算.以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究題的形式考查金屬銹蝕的條件等.(重慶中考)鈦合金是生產(chǎn)鏈條鋼、錨鏈鋼等

8、的重要原料.如果要比較鈦(Ti)和鐵的金屬活動(dòng)性順序,以下方法不能達(dá)到目的的是()A.查閱初中化學(xué)課本上的金屬活動(dòng)性順序B.利用金屬鈦和FeCl2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.利用金屬鐵和TiSO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D.利用金屬鈦、金屬鐵與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析A.課本上的金屬活動(dòng)性順序中,不包含鈦,不能達(dá)到目的.B.利用金屬鈦和FeCl2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)反應(yīng)是否能發(fā)生,能比較鈦和鐵的金屬活動(dòng)性順序,能達(dá)到目的.C.利用金屬鐵和TiSO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)反應(yīng)是否能發(fā)生,能比較鈦和鐵的金屬活動(dòng)性順序,故選項(xiàng)方法能達(dá)到目的.D.利用金屬鈦、金屬鐵與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)反應(yīng)是否能發(fā)生以及反應(yīng)的劇烈程度,能比較鈦和鐵的金

9、屬活動(dòng)性順序,能達(dá)到目的.故選A.某鋼鐵廠每天需消耗 5000 t含F(xiàn)e2O3 76%的赤鐵礦石,該廠理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質(zhì)量是多少?解析本題通過分步計(jì)算,思路清晰,步驟明確.涉及不純物質(zhì)的計(jì)算,應(yīng)該將不純物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為純凈物的質(zhì)量,利用純凈物間的質(zhì)量關(guān)系列出比例式.解法1:明確已知量和未知量,以及這兩個(gè)量與相關(guān)量的關(guān)系.已知赤鐵礦石的質(zhì)量,赤鐵礦石與 Fe2O3 的關(guān)系是:含 Fe2O3 76%;要求生鐵的質(zhì)量,生鐵與鐵的關(guān)系是:含鐵 98%.解題“三步”曲:第一步由赤鐵礦石求 Fe2O3的質(zhì)量;第二步利用冶鐵原理的化學(xué)方程式計(jì)算生成鐵的質(zhì)量;第三步計(jì)算生鐵的質(zhì)量.(1)50

10、00 t含F(xiàn)e2O3 76%的赤鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量=5000 t×76%=3800 t.(2)設(shè)3800 t Fe2O3 理論上可煉成鐵的質(zhì)量為x.Fe2O3+3CO2Fe+3CO21601123800 tx1603800 t=112x,x=2660 t.(3)折合為含鐵 98%的生鐵的質(zhì)量=2660 t÷98%2714 t.答:理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e 98%的生鐵的質(zhì)量約是 2714 t.規(guī)律方法解題的關(guān)鍵是把不純物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成純凈物的質(zhì)量,把不完全參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量換算成實(shí)際參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量,把不完全生成物質(zhì)的質(zhì)量換算成生成物的質(zhì)量,然后代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算.

11、化學(xué)方程式所表達(dá)的是純凈的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系,各化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)反映的是純凈物之間的數(shù)量關(guān)系.進(jìn)行計(jì)算時(shí)所含雜質(zhì)并不遵守該反應(yīng)的化學(xué)方程式所遵循的規(guī)律,因此當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時(shí),先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量,再進(jìn)行計(jì)算.解法2:關(guān)系式法(1)5000 t含F(xiàn)e2O3 76%的赤鐵礦石中含 Fe2O3的質(zhì)量=5000 t×76%=3800 t.(2)設(shè)3800 t Fe2O3 理論上可煉成鐵的質(zhì)量為x.Fe2O32Fe1601123800 tx1603800 t=112x,x=2660 t.(3)折合為含鐵98%的生鐵的質(zhì)量=2660 t÷98%2

12、714 t.答:略.規(guī)律方法用關(guān)系式法進(jìn)行計(jì)算,以防止寫錯(cuò)化學(xué)方程式導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤.解題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)Fe2O3和Fe的關(guān)系:Fe2O32Fe.解法3:元素質(zhì)量守恒法鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量為5000 t×76%×112160×100%=5000 t×76%×70%,生鐵中鐵元素的質(zhì)量為x×98%.所以有:5000 t×76%×70%=x×98% ,解得x2714 t.答:略.規(guī)律方法元素守恒法是根據(jù)反應(yīng)前后某元素質(zhì)量或質(zhì)量和不變來簡(jiǎn)化計(jì)算的一種方法.因此,涉及多步復(fù)雜的化學(xué)過程的問題可以考慮元素守恒法.采用元素

13、守恒法合并成一步計(jì)算,以節(jié)省時(shí)間.如先列出鐵礦石中鐵元素質(zhì)量的表達(dá)式.用元素守恒法解題的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算步驟少,計(jì)算量也少,過程簡(jiǎn)便.專題二金屬的性質(zhì)1.金屬的物理性質(zhì)(1)常溫下一般為固態(tài)(汞為液態(tài)),有金屬光澤;(2)大多數(shù)呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色);(3)有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性.2.金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)金屬和氧氣的反應(yīng)金屬在空氣中在氧氣中化學(xué)方程式鎂常溫下表面逐漸變暗.點(diǎn)燃時(shí)劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體點(diǎn)燃時(shí),劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體2Mg+O22MgO鋁常溫下,鋁表面變暗,生成一層致密氧化膜,保護(hù)鋁不再被腐蝕點(diǎn)燃時(shí),生成白色固體4Al+3O22Al2O3

14、鐵持續(xù)加熱發(fā)紅,離火變冷點(diǎn)燃時(shí),劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體3Fe+2O2Fe3O4銅加熱,生成黑色物質(zhì);在潮濕的空氣中,生成銅綠而被腐蝕加熱,生成黑色固體2Cu+O22CuO金即使在高溫下也不和氧氣反應(yīng)結(jié)論大多數(shù)金屬都能和氧氣反應(yīng),但反應(yīng)的難易程度和劇烈程度不同(2)金屬與酸的反應(yīng)鹽酸稀硫酸反應(yīng)現(xiàn)象(兩種酸相同)鎂Mg+2HClMgCl2+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2反應(yīng)比較劇烈,產(chǎn)生大量氣泡,溶液仍為無(wú)色,生成的氣體能夠燃燒,并且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰鋁2Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2鋅Zn+2HClZnCl2+H2Zn+

15、H2SO4ZnSO4+H2鐵Fe+2HClFeCl2+H2Fe+H2SO4FeSO4+H2反應(yīng)緩慢,有氣泡產(chǎn)生,溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\綠色,生成的氣體能夠燃燒,并且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰銅不反應(yīng)不反應(yīng)無(wú)說明:活潑金屬會(huì)與酸發(fā)生置換反應(yīng)生成鹽和氫氣,金屬+酸鹽+ H2(置換反應(yīng)).(3)金屬與鹽的反應(yīng) 將鋅片、鐵絲、銅絲三種金屬分別放入硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液中,觀察現(xiàn)象:CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液鋅鋅表面有一層紅色金屬析出,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色Zn+CuSO4ZnSO4+Cu鋅表面有一層銀白色金屬析出Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag無(wú)變化,不反應(yīng)鐵鐵表面有一層紅色金屬析出

16、,溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色Fe+CuSO4FeSO4+Cu鐵表面有一層銀白色金屬析出,溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠色Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag無(wú)變化,不反應(yīng)銅無(wú)變化,不反應(yīng)銅表面有一層銀白色金屬析出,溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag無(wú)變化,不反應(yīng)說明:排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出來.反應(yīng)規(guī)律:金屬 + 鹽 另一金屬 + 另一鹽(置換反應(yīng)).如:Fe+CuSO4Cu+FeSO4(“濕法冶金”原理);單質(zhì)鐵與鹽發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)生成亞鐵鹽.3.常見金屬活動(dòng)性順序(1)常見金屬活動(dòng)性順序:(2)意義:H代表酸中的氫元素;金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就

17、越強(qiáng);在金屬活動(dòng)性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫(不可用濃硫酸、硝酸);位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來.(K、Ca、Na除外) (3)應(yīng)用:用于判斷金屬是否與酸發(fā)生置換反應(yīng);用于判斷金屬與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的劇烈程度;用于判斷金屬與鹽能否發(fā)生置換反應(yīng).注意:金屬與鹽的反應(yīng)必須在“鹽溶液”中進(jìn)行,否則不能反應(yīng),如:Cu可以與AgNO3溶液反應(yīng)置換出Ag,但不能與AgCl反應(yīng).也可根據(jù)反應(yīng)是否發(fā)生及反應(yīng)劇烈程度來判斷金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱.K、Ca、Na三種金屬的活動(dòng)性太強(qiáng),除與酸反應(yīng)外,還能與水在常溫下發(fā)生置換反應(yīng)(如2Na+2H2O2NaOH+H2),其余金

18、屬則不能.4.金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣,金屬完全反應(yīng)時(shí),可以利用下面的通式計(jì)算氫氣的質(zhì)量:氫氣的質(zhì)量=金屬的質(zhì)量×金屬在生成物中的化合價(jià)/金屬的相對(duì)原子質(zhì)量.【專題分析】從命題內(nèi)容及考查角度上分析,聯(lián)系實(shí)際,考查金屬的性質(zhì)及其用途的關(guān)系,金屬活動(dòng)性順序的探究,主要包括:金屬與酸溶液、鹽溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)速度的分析.一定量的金屬與酸溶液或鹽溶液反應(yīng)后的質(zhì)量分析.以金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閮?nèi)容的實(shí)驗(yàn)探究題. 考查形式:多以選擇、填空題的形式,考查金屬的性質(zhì)、用途、金屬活動(dòng)性順序的判斷等.以圖像的形式,考查金屬與酸、鹽反應(yīng)中所涉及的量的關(guān)系.以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究的形式考查探究金屬的活動(dòng)性順序

19、等.(鹽城中考)現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬,已知:X+YCl2XCl2+Y,把Y、Z兩種金屬分別放入稀硫酸中,只有Y和稀硫酸反應(yīng).這三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是()A.X>Z>YB.Z>Y>XC.Y>Z>XD.X>Y>Z解析由確定活動(dòng)性X>Y,由確定活動(dòng)性Y>Z.因此,三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是X>Y>Z.故選D.解題策略本題屬于對(duì)金屬活動(dòng)性順序的考查,掌握金屬的活動(dòng)性順序,記住排在前面的金屬可以把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來,排在氫前面的金屬可以和酸反應(yīng)生成鹽和氫氣是解決問題的關(guān)鍵.兩種二價(jià)金屬的混合物4.4 g與足量稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生0.16 g H2,則這兩種金屬可能是()A.Fe和MgB.Cu和MgC.Zn和AlD.Fe和Zn解析設(shè)兩種二價(jià)金屬元素的符號(hào)通式為M,平均相對(duì)原子質(zhì)量為x.M+H2SO4 MSO4 +H2x24.4 g0.16 gx2=4.4 g0.16 g,解得:x=55.平均值法是幾種物質(zhì)同時(shí)與