金属和金属材料知识点汇总.pdf

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1、九年级化学 第八单元 金属和金属材料（知识点）第一课时金属材料 一 金属 1金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，100多年前才开始 使用铝。铁、铝、铜和它们的合金是人类使用最多的金属材料，世界上年产量最多 的金属是铁，其次是铝（铝的密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用）2金属的物理性质 金属具有很多共同的物理性质：常温下金属都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数金属是电和热的优良导体，有延展性，能够弯曲，密度大，熔点高。金属除具有一些共同的物理性质外，还具有各自的特性，不同种金属的颜 色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。铁

2、、铝、银、钳、镁等金属呈银白色，铜却呈紫红色，金呈黄色。常温下，铁、铝、铜等大多数金属是固体，但体温计中的汞（俗称水银）却是液体。3.金属之最 地壳中含量最高的金属元素是铝（其次是铁）。人体中含量最高的金属元素是钙。目前世界上年产量最高的金属是铁。导电，导热性最好的金属是银（较好的有铜、金、铝）。密度最大的金属餓（密度较大的金属有金、铅）。密度最小的金属是锂（密度较小的金属有铝、镁等）。熔点最高的的金属是鹄，熔点最低的金属是汞。为什么？（熔点较低的金属 是锡）硬度最大的金属是洛，（硬度较小的金属有铅Pb）。4影响物质用途的因素 讨论：为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铅硬度小，铅有毒。

3、银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制，原因是银的价格昂贵，资源稀少。为什么灯泡里的灯丝用鸽制而不用锡制？如果用锡的话，可能会出现什么情 况？（鸽的熔点高，锡的熔点低，用锡做灯丝会熔化。）为什么有的铁制品如水龙头等要镀絡？如果镀金怎么样？（絡的硬度大，不 生锈，金虽然美观但价格高。）在制造保险丝时，则要选用熔点较低的金属。（为什么？）在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工的金属。（为什么？）结论：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因 素，在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、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。二.合金

4、 1.合金：合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而形成的具有金属特性 的物质。(合金至少含一种金属，也可含多种金属。)注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适合不 同的用途。(3)日常使用的金属材料，大多数为合金。(4)金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其 部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。2.合金的形成条件：其中任一金属熔点不能高于另一金属沸点、(当两种金属形成 合金时)。3.合金与组成它们的纯金属性质比较。下面是黄铜和铜片，焊锡和锡，铝合金和铝线的有关性质比较：性质比较 黄铜 铜 焊锡

5、 锡 铝合金 铝 光泽与颜 黄色 紫红色 深灰色 银白色 银白色 银白色 色 有光泽 有光泽 金属光泽 有光泽 有光泽 有光泽 硬度 比铜大 坚韧 硬度大 质软 坚硬 质软 熔点 比铜低 较高 比锡低 较低 比铝低 较高 合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高(黄铜比铜更硬，焊锡比锡硬)，抗腐蚀性能等更好；颜色更鲜艳，有些合金的熔点比纯金属更低(如：保险丝熔 点很低)4.几种常见合金(1)铁合金：主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量 2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%2%。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。(2)铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金

6、。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。(3)铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、鎳的合金。(4)钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料。性质：熔点高、强度大、密度小、可塑性好、易于加工，机械性能好，抗腐蚀性能非常好，与人体具有很好的“相容性”，又称亲生物 金属 用途：喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。(5)猛钢：(韧性好、硬度大)用于钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架。课外阅读：P7页形状记忆合金 家庭小实验：P8页 淬火与回

7、火 课题二 金属的化学性质 一.金属与氧气的反应 金属 条件 反应方程式 现象 Mg 常温下（在空气中）2Mg+0z=2MgO 银白色镁条在空气中表面 逐渐变暗，生成白色因体。点燃时（在空气中 或在氧气中）占熾 2Mg+-2MgO 剧烈燃烧，发出熠眼的白 光生成一种白色固体。Al 常温下（在空气中）4A1+302=2Ah03 银白色的表面逐渐变 暗，生成一层致密的薄 膜。点燃时（在氧气中）占燃 4A1+30?=2A120S 剧烈燃烧，放出大童的热和 燿眼的白光，生成白色因 体。Fe 常温下，干燥的空 气 常温下，在潮湿的 空气中 铁与空气中的氧.气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质 一一铁锈

8、（FezOrHzO）在氧气中点燃 占懈 3Fe+20?-FeOi 剧烈燃烧，火星四射，放出 热量，生成一种黑色因体。Cu 常温下，干燥的空 气 加热时 2Cu+0?-2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色 在潮湿的空气中 2Cu+O2+CO2+HiO=Cu2（OH）?COa 铜表面生成一层绿色物 质 Au Ag 即使在高温下也不与氧气反应真金不怕火炼”。结论：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同MgAl等在常温下就能 与氧气反应；Fc、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，但在点燃或加热的情况下可以发 生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。1根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同

9、可以知道金属的活泼性。以上事实说明：镁，铝较活泼；铁，铜次之；金，银最不活泼。2铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致 密的氧化铝（AI2O3）薄膜，能阻止铝被进一步氧化。二.金属与酸的反应 金 属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气 泡溶液仍为无色试 管壁发热，生成的气体 能燃烧，火焰呈淡蓝色。Mg+2HC1=MgCh+H2 f Mg+HzSOi=MgSOi+Hz f 锌 反应比较剧烈，产生大 量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气 体能够燃烧并且产生淡 蓝色火焰。Zn+2HC1=ZnCh+H21 Zn+HzS0

10、i=ZnS0i+H21 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅 绿色，生成气体能燃烧 并且产生淡蓝色火焰。Fe+2HC1=FeC12+H2t Fe+HzSO.=FeSO4+H21 铜 不反应 结论：Mg、Zn、Fe的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。L二金属能与酸反应（注：酸一般是指稀盐酸和稀硫酸）有些金属的化学活动性比氢强，如Mg Al Zn Fe等，它们都能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气；但有些金属比氢的活动性弱，它们不能与酸反应，如Cu Ag等 q 当铁与酸反应时，生成物为+2价的铁，而不是+3价的铁 2要求写：Mg,Al,Zn,Fe分别与稀盐酸 稀硫酸反应的化学

11、反应方程式。Mg+2HCl=MgCh+H21 2Al+6HCl=2AlCh+3Hzt Mg+HS04=MgS0i+IM 2A1+3H2SOI=AL(SOI)3+3HZ t Zn+2HC1=ZnCb+IH Fe+2HC1=FeC12+Hz t Zn+HSOi=ZnSOdHz t Fe+ILSO尸 FeSOFeCuAg 2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。注意1.此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应。2.K Ca Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它 们能同溶液中的水剧烈反应。只有活动性强的金属 才能把活动性弱的金属从它们的化合物

12、的溶液中置换出 来，反之则不能。例如：Fe+CuSOi=FeSOi+Cu（我国西汉发现的湿法冶铁原 （注意：一些物质的颜色虺0、AI2O3为白色固体，Fe30t CuO为黑色固体，铁丝为银白色，铁粉为黑色oZnSOi AgNO；.HC1 1LSO,的溶液均为无色，FeCb FeSOt的溶液为浅绿色；CuSOi CU（NO；3）2 CuClz的溶液为蓝色）四.置换反应（由二，三总结如下）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 置换反应的数学表达式为：A+BC=AC+B 0 常见的置换反应：活泼金属与酸的反应 活泼金属与化合物溶液的反应 碳和金属氧化物的反应 氢气与金属氧

13、化物的反应 五金属活动性顺序 从金属与Oz反应的难易、金属与酸反应的剧烈程度，可分析得出金属的活动性 理）Cu+2AgN0=Cu(NO3)2+2Ag Cu+FeClz不反应 顺序如下：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(1)金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆，即“钾钙钠镁铝，锌 铁锡铅氢，铜汞银钳金”。(2)金属活动性顺序的应用：判斷金属活动性的强弱 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。判斷金属与酸的置换反应能否发生 在金属活动性顺序里，位于氢前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。位于氢后的

14、金属不能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。例如：Zn+H/SOi=ZnSOi+H?t Cu+H?SOi 不反应 判斷金属与化合物溶液的置换反应能否发生 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的生令 物的溶液里置换出来。例如：Fe+CuSOi=FeSOt+Cu Cu+FeSOi不反应 金属与化合物的溶液发生置换反应的条件：A 金属的活动性必须排在化合物中金属的前面；如Fe能与CuSOt溶液发生置换反应，而Cu不能与FeSOq溶液发生反应.b不能用K、Ca Na与化合物的溶液反应，因为它们太活泼，能与溶液 中的水反应。C化合物必须溶于水，金属与化合物的固体不能发生置换反应。注：选择铁

15、的化合物时只能选含FeT的化合物，Fe触有较强的氧化性能与不 活泼金属反应.如：Cu+2FeC13=CuCh+2FeC12而Cu+FeClz不反应。优先置换原理 I*-近 一丨 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 丨 J 远-*I 金属和化合物溶液的置换反应：混合溶液与一种金属发生置换反应的顺序是“先远”“后近”；例：在AgNS和CU(N0$)2的混合溶液中加入铁粉，铁 先和AgNOs进行置换反应，只有当AgNOs反应完了，铁才和CuCNOs)进行 置换反应。金属混合物与一种盐溶液发生置换反应的顺序也是“先远”“后近”。例：锌粉和铁粉同时放入C

16、USOJ溶液中，锌先和CuSOi反应，锌反应完了铁才 和CuSOi反应。课题三 金属资源的利用和保护 金属元素在自然界的存在方式 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。工业上把能用来提炼金 属的矿物叫矿石。(1)地売中含量最多的金属元素是A1,其次是Fe,还含有Ca、Na、K、Mg、Zn、Cu Ag、Au 等。(2)几种常见矿石的名称及主要成分：赤铁矿(FeO)、磁铁矿(FeQi)、菱铁矿(FeCO.3)。黄铁矿(FeSi)一铁的冶炼 1.实验室炼铁：一氧化碳还原氧化铁(1)仪器：铁架台(2个)、硬质玻璃管、单孔橡皮赛(

17、2个)、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。(2)药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氣化碳气体(3)芦耍国：(4)步骤：检验装置的气密性；装入药品并固定；向玻璃管通入一氧化 碳气体；给氧化铁加热；停止加热；停止通入一氧化碳。(5)现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火 焰。(6)4匕学方程式：3C0+FeQ=2Fe+3C0?2C0+0?亠=2C0?Ca(0H)2+C0 尸 CaCOd+H2O(7)注意事项：与Hz还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热(由 于CO具有可燃性，在加热前应先排尽装置的空气，以免点燃不纯净的 CO气体而发生爆炸。)实验完毕，停

18、止加热，继续通入CO至试管冷却(防止 还原出来的铁重新被氣化)。(8)尾气处理：因CO有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO燃烧 掉转化为无毒的CO?或用气球收集起备用。2.工业上炼铁：工业上冶炼铁的原料、主要反应原理和主要设备见下表。原料 铁矿石、焦炭、石灰石，空气等 主要反应 在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成一氧化碳把铁从铁矿石里还 原理 原出来，其主要反应原理为：Fe心+3C0-2Fe+3CO?主要设备 高炉 产品 生铁 高炉中发生的主要反应：五个 C+QJCOZ c+co?2C0 FeO+3CO复 2Fe+3CO?CaCO迴JCaO+COz t CaO+SiOCaSiOi(

19、渣)石灰石为造渣材料。注：实验室炼得的铁是纯净物，工业上炼得的铁是混合物。3含杂物质的化学方程式的计算(1)化学方程式所表示的物质之间的质量关系，都是纯净物之间的质量关系。当反应物中含有杂质时，必须先将它们换算成纯物质的质量，然后才能代人 计算。(2)纯物质与不纯物质的质量之间换算关系如下：纯度=纯物质的质量/不纯物质的总质量xlOO%=1 一杂质的质量分数 纯物质的质量=不纯物质的质tx纯度 不纯物质的质量=纯物质的质量三纯度 杂质质量=不纯物质的质量X(1 纯度)二.金属资源的保护 1 铁锈蚀的条件探究 a.干燥空气中不生锈 b.浸没在水中不生锈 c.潮湿空气中 生锈，食盐水生锈更快 铁生

20、锈的条件是铁必须要与水、氧气等物质共同作用，所以铁在潮湿的空气中易 生锈，在干燥的空气中不易生锈。铁锈的几点说明(1)铁锈是一种红褐色且不溶于水的固体，但铁锈易吸水，使铁制品表面潮湿 而易生锈。(2)铁锈成分复杂，主要是FeOrXHzO它是一种疏松多孔的物质；铁锈很疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。(3)铁生锈的反应中有氧气参加，进程缓慢，没有发光现象，放热不易觉察，所以铁生锈是缓慢氧化。2防止铁生锈的措施 根据铁生锈的原理，要防止铁制品锈蚀，依据的原理有三种：(1)使铁制品隔绝氧气；(2)防止铁制品与水接触(或者使铁制品既不与氧气也不与水接触)(3)制成合

21、金，改变性能，增强其抗腐蚀性。防止铁生锈的具体措施如下 采取措施 实例 相应原理 保持铁制品表面干燥和洁净 用过的菜刀要擦 净 不与水接触 在铁制品表面涂一层保护膜 刷油 漆 汽车表面刷油漆 既隔绝氧气又隔绝 水 涂油 自行车链条 电镀 零件表面 烤蓝 锯条、枪支 改变铁的组织结构，制成合金 不锈钢、白铁 制成合金，改变性能 当铁制品表面出现铁锈时，要及时将铁锈擦掉，否则铁制品会锈蚀得更快O 3 金属资源的保护 保护金属资源的有效途径有：防止金属的腐蚀；回收利用废旧金属；合理开采 矿物；寻找金属的替代品等。(1)金属资源是有限的，而且不能再生，废旧金属随意丢弃，不仅会造成资源 的浪费，还会造成环境污染。(2)废旧金属的回收利用可减少铜、汞等有毒金属对环境的污染。