2022-2023学年沪教版九年级上册化学第5章《金属的冶炼与利用》知识点

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第5章《金属的冶炼与利用》知识点

考点1 金属的物理性质与合金

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)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。

(2)大多数金属呈银白色，特殊：铜紫红色，金金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。

(3)大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)。

3、金属之最：

（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）钨：熔点最高的金属

（6）汞：熔点最低的金属

4、合金

①概念：由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。

a合金是混合物  b形成合金的过程是物理变化  c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。

   相互刻画，纯金属上有划痕

注意：①“百炼成钢”的原理是降低含碳量，通入纯氧的目的是使生铁中的碳充分反应。C+O₂CO₂

5、金属的用途：（性质和用途要对应）

（1）性质决定用途

铜、铝具有导电性→电线；钨熔点高→灯丝；铬硬度大→做镀层金属；铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等；

（2）生活中应用的金属

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

考点2 金属的化学性质

1、金属与氧气的反应  

金属＋氧气→金属氧化物  (化合反应)

注：

①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。故不能用钢丝清洁球擦洗铝制品的表面。

②很多金属都能与氧气发生反应，但不同金属反应的难易（反应条件）和剧烈程度不同。如：Mg、Al在常温下就能与氧气反应;Fe在纯氧中能燃烧、Cu在高温下与氧气反应;Au金在高温下都不与氧气发生反应。（真金不怕火炼）

2、金属与酸的反应

金属＋酸→盐＋H₂↑   (置换反应)

注意：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。

注：

铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。含有Fe^2＋的溶液为浅绿色

根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属；

★通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（铜不与酸反应）

这类对比实验要用好控制变量法：如温度、酸的种类、酸的浓度、金属的大小形状等。

3、金属与金属化合物的反应

金属＋金属化合物→新金属化合物＋新金属    (置换反应)

现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。

★通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。

4、置换反应

①定义：由一种单质跟一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 。   A+BC→AC+B

②置换反应类型： 

a  金属+酸→金属化合物+H₂

b  金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物

c  C+金属氧化物→金属单质+CO₂

d  H₂+金属氧化物→金属单质+H₂O

（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO₂ 该反应不属于基本反应）

5、与金属化学性质相关题型

①鉴别和除杂

例1：鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金

例2：除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物

（除杂的要求：不增，不减，易分离，易恢复原状）

②金属反应后溶液质量的变化

③金属与酸反应数据和图像分析

例1：等质量的金属Mg、Zn、Fe、Al分别与足量的同种酸反应。（Mg-24  Zn-65  Fe-56  Al-27）

生成H₂的速率：Mg > Al > Zn > Fe（由金属活动性决定，越活泼，产生氢气的速率越快）

生成H₂的质量：Al > Mg > Fe > Zn（酸过量，按金属质量计算）

总结：

(1)等质量金属与足量酸反应，同为+2价金属，相对原子质量越小，生成的H₂质量越大。

(2)任意化合价的金属与足量酸反应产生氢气的质量计算公式：

【金属相对原子质量/金属化合价】值越小，产生的H₂质量越多

例2：等质量等质量分数的同种酸分别与足量的金属Mg、Zn、Fe、Al反应。

生成H₂的速率：Mg>Al>Zn>Fe（由金属活动性决定，越活泼，产生氢气的速率越快）

生成H₂的质量：相等（金属过量，按酸质量计算，酸是等量的，全部反应完，产生的氢气质量相等）

例3：图像分析

考点3 铁的冶炼

1、常见的矿石：赤铁矿： 主要成分Fe₂O₃；磁铁矿： 主要成分Fe₃O₄ ；铝土矿： 主要成分Al₂O₃ ；

2、一氧化碳还原氧化铁实验

①实验现象：

②实验注意事项：

（1）先通入CO一会儿，再给氧化铁加热；原因：排尽装置中的空气，防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。

（2）停止加热，继续通人CO至玻璃管冷却；原因：防止高温生成的铁又被空气氧化。

（3）尾气处理：①点燃，使CO变成无毒的CO₂；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。

（4）酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）

（5）澄清石灰水的作用：检验生成的二氧化碳。

③装置改进

2、工业炼铁   

（1）设备：高炉

（2）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气

焦炭的作用：①提供热量；②生成CO

（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）

石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。

（3）反应原理：C+O₂CO₂   C + CO₂2CO   Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂

（4）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。

（5）高炉气体的主要成分：N₂、CO、CO₂等；

     处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。

考点4 钢铁的锈蚀及其防护

1、铁制品锈蚀条件探究：

（注：铁的纯度，环境的温度、湿度也是影响铁生锈的因素，酸、氯化钠溶液会加快铁锈蚀）

注意：

（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；

试管B中植物油的作用是隔绝氧气；试管C中干燥剂具有吸水性，作用是吸收水分。

（2）铁生锈是缓慢氧化，铁锈呈红棕色，其主要成分是Fe₂O₃ ，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。

（3）铝比铁活泼，却比铁耐腐蚀的原因：铝常温下与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜。

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