资源简介 (共36张PPT)金属和金属材料·教材知识全解知识点1 金属资源及铁的冶炼知识点2 含杂质物质的有关计算知识点3 金属的锈蚀与防护知识点4 金属资源的保护·核心素养全解第八单元课题3 金属资源的利用和保护1.金属资源的存在及存在形式金属资源及铁的冶炼知识点110教材知识全解存在 地壳和海洋中存在 形式 单质(少数很不活泼的金属,如金、银等)化合物(金、银等以外的其他金属)活泼的金属元素总是以其最稳定的化合物存在。可溶性的化合物,大都溶解在海水、湖水中,少数埋藏于不受流水冲刷的岩石下面;难溶的化合物则形成五光十色的岩石,构成坚硬的地壳。目前,大多数金属是从地壳中的矿石中生产出来的,钠、镁等金属是从海水中提取的。拓展 2.几种常见金属矿石的名称及其主要成分冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则:(1)所需提炼金属的含量高;(2)矿石中对环境有害的元素少;(3)冶炼途径尽可能简便。特别提醒3.实验室一氧化碳还原氧化铁(1)实验装置(3)实验现象玻璃管中的粉末由红棕色逐渐变成黑色;试管中的澄清石灰水变浑浊;尾气燃烧产生蓝色火焰。(2)实验步骤①3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(玻璃管中)。②CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O(试管中)。③2CO+O2 2CO2(导管末端)。(5)实验结论红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,同时生成二氧化碳。(4)化学方程式(6)注意事项①先通CO:排出装置内的空气,以免加热CO与空气的混合物发生爆炸。②实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却:防止铁粉在较高温度下被氧化。③尾气处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO气体要进行点燃处理或收集,防止污染空气。一氧化碳还原氧化铁的装置可进行如下改进,该装置既处理了尾气,又节约了燃料。拓展4.高炉炼铁(1)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气。(2)冶炼原理:在高温下,利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。(4)产品:生铁。(3)炼铁高炉及炉内主要化学反应如图所示。 (2023辽宁沈阳皇姑三模)实验室用如图所示装置进行模拟炼铁实验。下列说法正确的是 ( )A.Fe2O3是磁铁矿的主要成分B.应先加热Fe2O3,再通入COC.红棕色的粉末逐渐变黑D.气体通过澄清石灰水后可直接排放例 1C解析 Fe2O3是赤铁矿的主要成分;实验应先通入一氧化碳,排出装置内的空气后,再用酒精喷灯加热,防止发生爆炸;一氧化碳具有还原性,能与Fe2O3反应生成铁和二氧化碳,会观察到红棕色的粉末逐渐变黑;通过澄清石灰水后的气体中含有一氧化碳,一氧化碳直接排放到空气中会污染环境,应增设尾气处理装置。1.化学方程式中所体现的各物质的质量关系都是纯物质之间的质量关系。在进行计算时,必须将含杂质物质的质量换算成纯物质的质量,再代入化学方程式进行计算。2.常用换算公式(1)混合物中某物质的质量分数= ×100%;(2)某物质的质量=混合物的总质量×该物质的质量分数;(3)混合物的总质量= 。含杂质物质的有关计算知识点211 进行含杂质物质的计算时,要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是主要成分的质量分数,计算时一般假定杂质不发生反应,换算得到的纯物质的质量在代入化学方程式时,要找准对应的位置。特别提醒 (2023四川眉山中考)磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过反应:Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2,将其中的Fe3O4转化为Fe。(1)Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为 。(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少(写出计算过程) 例 23∶4 Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 232 168 348 t 96%x = x=262.5 t答:含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为262.5 t。答案 (2)解:设含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为 x。解析 (1)由化学式可知,Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为3∶4。(2)根据一氧化碳与四氧化三铁反应的化学方程式,由四氧化三铁的质量可以计算出含铁96%的生铁的质量。1.铁制品的锈蚀(1)探究铁制品锈蚀的条件 【实验设计】金属的锈蚀与防护知识点313Ⅰ Ⅱ Ⅲ对比实验 现象 结论Ⅰ和Ⅱ Ⅰ中铁钉生锈,Ⅱ中铁钉不生锈 铁钉锈蚀需与氧气接触Ⅰ和Ⅲ Ⅰ中铁钉生锈,Ⅲ中铁钉不生锈 铁钉锈蚀需与水接触【实验现象及分析】 【实验结论】铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。 【实验反思】①实验开始前,需用砂纸打磨铁钉,目的是除去表面的铁锈。②实验中所用的蒸馏水经煮沸并迅速冷却,目的是除去水中的氧气。③植物油的作用是将蒸馏水和空气隔绝。④干燥剂的目的是干燥空气,使铁钉不与水蒸气接触。(2)铁锈的主要成分Fe2O3·xH2O结构疏松,不能阻碍里层的铁继续锈蚀。很多食品中都有一个有一定透气度和强度的密封纸袋,里面盛装的铁粉可作为“脱氧剂”,这是因为铁生锈的过程既吸收氧气又吸收水,可以防止食品变质、受潮。点拨2.铁制品锈蚀的防护(1)防锈原理:使铁制品隔绝氧气或水。(2)防止铁制品锈蚀的方法①“讲卫生”——保持铁制品表面洁净和干燥。②“穿外衣”——在铁制品表面覆盖一层保护膜,如喷漆、涂油、搪瓷、电镀、烤蓝等。③“强体质”——改变金属的组成与结构,制成耐腐蚀的合金,如制成不锈钢等。 (2023山东济南历下二模)“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。如图是探究铁生锈条件的实验,有关现象和结论中,不正确的是 ( )A.①中铁钉明显生锈,②③中铁钉几乎不生锈B.对比②③可以说明铁生锈一定要有氧气参加C.对比①③可以说明铁生锈一定要与水接触D.保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈例 3B解析 ①中的铁钉能与氧气、水充分接触,②中的铁钉只能与水接触,③中的铁钉只能与干燥的氧气接触。一段时间后,①中铁钉明显生锈,②③中铁钉几乎不生锈,A说法正确;②③中的铁钉均不生锈,对比②③不能说明铁生锈一定要有氧气参加,B说法错误;①中的铁钉与氧气、水充分接触后生锈,③中的铁钉只与干燥的氧气接触,几乎不生锈,对比①③,可以说明铁生锈一定要与水接触,C说法正确;对比①②③中铁钉锈蚀的情况,可知铁钉生锈要与水、氧气同时接触,则保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈。1.保护金属资源的重要性(1)矿物的储量有限,而且不能再生。据估计一些矿物可供开采的年限(2)废旧金属的随意丢弃会造成资源浪费和环境污染。金属资源的保护知识点4132.保护金属资源的有效途径(1)防止金属的腐蚀。(2)回收利用废旧金属。(3)合理地、有计划地开采矿物。(4)寻找金属的代用品。核心素养全解基于工业炼铁的科学探究与实践素养解读 关注与化学有关的社会热点问题,认识环境保护和资源合理开发的重要性,具有可持续发展意识和绿色化学观念。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的关系,能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响。以工业炼铁为依托,通过科学探究与实践考查工业炼铁的原理、流程及对环境的影响等是中考的热点。 (2023福建福州期末)铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁。图1例题(1)铁在自然界主要以Fe2O3等化合物的形式存在,说明常温下,铁的化学性质较 (填“活泼”或“稳定”)。(2)利用装置A制备CO,反应原理是HCOOH CO↑+H2O。该加热方式相较于用酒精灯加热,优点有 (写一点)。(3)实验的部分操作为:Ⅰ.点燃E处酒精灯;Ⅱ.通一会儿CO后,再点燃C处酒精喷灯;Ⅲ.C处停止加热(装置未拆开),继续通CO;Ⅳ……活泼使受热更均匀②步骤Ⅲ继续通CO的目的是 (填字母)。a.防止灼热的铁被氧化b.防止石灰水倒吸c.加快装置的降温③装置E的作用是 。①装置C中红棕色粉末变黑的化学方程式为 。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2bc处理尾气,防止污染空气(4)加热时剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析:若反应温度控制在600 ℃~700 ℃,得到的固体有 (填化学式);为提高产率,可采取的措施是 。Fe3O4、FeO将温度控制在850 ℃以上图2解析 (1)铁在自然界中主要以化合物的形式存在,说明常温下铁的化学性质比较活泼。(2)A装置中采用水浴加热,该加热方式能使圆底烧瓶受热更均匀。(3)①一氧化碳在高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳。②停止加热后继续通一氧化碳,可以防止石灰水倒吸,还可以加快装置的降温;装置没有拆开,不会进入空气,灼热的铁不会被氧化。③一氧化碳有毒,会污染空气,E装置可用于处理尾气,防止CO污染空气。(4)由图2可知,当反应温度控制在600 ℃~700 ℃,得到的固体有Fe3O4和FeO;若想提高产率,应将温度升高至850 ℃以上。(共18张PPT)金属和金属材料·教材知识全解知识点1 几种重要的金属知识点2 合金·易混易错全解第八单元课题1 金属材料1.金属材料几种重要的金属知识点11教材知识全解种类 举例 类别金属 材料 纯金属 铁、铜、铝、银等 纯净物合金 青铜、黄铜、生铁等 混合物2.金属材料的应用史(1)人类广泛应用的三大金属由早到晚顺序依次是:铜→铁→铝。 铜—商代 铁—春秋战国 铝—100多年前(2)现阶段,年产量最大的金属为铁,居第二位的是铝,第三位是铜。3.金属的物理性质(1)共性:常温下,大多数金属都是固体,有金属光泽,具有优良的导电性、导热性和延展性,密度较大,熔点较高。(2)特性:大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色;常温下,绝大多数金属是固体,而汞却是液体。4.金属的物理性质与用途的关系(1)金属的物理性质与用途(2)决定和影响金属用途的因素①决定因素:金属的性质。②影响因素:价格是否合适、资源是否丰富、是否美观、使用是否便利、废料是否易于回收及对环境的影响等。1.合金的制得及特征(1)制得:在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。(2)特征①一低:合金的熔点一般比组成它们的纯金属的熔点低。②二高:合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高。③二更好:合金的机械加工性能与抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好。合金知识点22(3)比较合金与其组分金属性质的方法①用刻画法可比较硬度的大小。用合金在其组分金属上刻画,组分金属上留有痕迹。刻画法 加热法②用加热法可比较合金与其组分金属的熔点高低。同时加热合 金及其组分金属,合金先熔化。易错点温馨提示 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,这使得合金更适用于不同的用途,因此日常使用的金属材料大多属于合金。生铁 钢含碳量 2%~4.3% 0.03%~2%除碳外含有 的其他元素 硅、锰等 不锈钢中含有铬、镍等机械性能 硬而脆,无韧性 硬而韧,有弹性2.几种常见的合金(1)生铁和钢(2)铜合金:黄铜是铜锌合金;青铜是铜锡合金;白铜是铜镍合金。(3)钛合金:熔点高、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”。 (2023湖北襄阳襄城模拟)金属材料在生活、生产中应用十分广泛。图① 图②(1)图①是金属的一个应用实例,请说出利用了金属的什么物理性质: (答出一点即可)。例题延展性(或导电性)(2)图②中两块金属片互相刻画后,在纯铜片上有明显的划痕。该实验探究的目的是什么 得到的结论是什么 。(3)请你举一实例说明合金的用途比纯金属更广泛: 。比较黄铜和纯铜的硬度;黄铜的硬度比纯铜大 医疗器械、炊具、反应釜等使用的都是不锈钢,而不用纯铁,因为不锈钢的抗腐蚀性能、硬度、强度等优于纯铁(或其他合理答案)解析 (1)图①中,该金属能制成电线,说明其具有良好的延展性和导电性。(2)通过相互刻画的方法可比较两金属片的硬度,有划痕的金属硬度较小。(3)与组成合金的纯金属相比,合金具有强度和硬度高、熔点低、抗腐蚀性能更好等优点,因此合金的用途比纯金属更广泛。易混易错全解对合金的组成及性质认识错误易错点 (2023河南南阳卧龙期末)下列关于合金的说法正确的是 ( )A.合金中至少含有两种金属物质B.合金一定不含有非金属C.合金的硬度一般比其组分金属大D.合金不能导电和导热例题C解析 合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质。合金中至少含有一种金属;合金中可能含有非金属;合金硬度一般比其组分金属大;合金具有金属的特征,能导电、导热。 抓住概念的关键点,准确判断合金的组成及性质。合金中可能含有非金属元素,至少含有一种金属元素;合金一定是混合物,其性质与组成它的纯金属相比有一些不同;合金具有金属的特征。纠错点睛(共28张PPT)金属和金属材料·教材知识全解知识点1 金属与氧气的反应知识点2 金属与盐酸、稀硫酸的反应知识点3 置换反应知识点4 金属活动性顺序及其探究知识点5 金属活动性顺序的应用·易混易错全解第八单元课题2 金属的化学性质1.大多数金属都能与氧气发生反应金属与氧气的反应知识点14教材知识全解 节日里燃放的烟花在药剂中加入了铝、镁、铁等活泼金属粉末,它们在空中剧烈燃烧,发出耀眼的强光。2.不同金属与氧气发生反应的难易和剧烈程度是不同的(1)常温下,铝与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,其反应的化学方程式为4Al+3O2 2Al2O3。(2)铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应。 铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时,其表面生成了一层致密的保护膜;金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。点拨1.实验现象及相关反应 金属与盐酸反应的比较金属与盐酸、稀硫酸的反应知识点24 实验现象 反应的化学方程式镁 反应剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色 Mg+2HCl MgCl2+H2↑Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑锌 反应比较剧烈,产生较多气泡,溶液仍为无色 Zn+2HCl ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑实验现象 反应的化学方程式铁 反应缓慢,有少量气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl FeCl2+H2↑Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑铜 没有明显现象 ——2.实验结论 镁、锌、铁能与盐酸、稀硫酸反应,且镁反应最剧烈,铜不能与盐酸、稀硫酸反应,四种金属活动性顺序为镁>锌>铁>铜。利用金属与盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱。相同条件下,金属与酸反应越剧烈,金属越活泼。酸的种类、浓度及金属表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度,设计实验时应注意控制变量。名师点睛 (2023四川峨眉山模拟)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份浓度相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,元素Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是 ( )A.X、Y、Z的金属活动性强弱:Y>Z>XB.相对原子质量:Y>ZC.完全反应消耗硫酸的质量:Z>YD.Y与H2SO4反应的化学方程式为:Y+H2SO4 YSO4+H2↑例 1D解析 X与硫酸不发生反应,X、Y、Z中X金属活动性最弱;至完全反应,Z的反应时间短,Z的金属活动性比Y强,则金属活动性强弱:Z>Y>X;Y、Z在生成物中均显+2价,相等质量的Y、Z与足量稀硫酸反应,最终Y产生的氢气比Z多,则相对原子质量:YZ,由质量守恒定律,氢气的氢元素完全来自硫酸,则完全反应消耗的硫酸的质量:Y>Z;Y在生成物中显+2价,Y与H2SO4反应生成YSO4与H2。1.概念: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做置换反应。2.特征:反应物和生成物都是一种单质和一种化合物,通式为:A+BC B+AC。置换反应知识点35有单质和化合物生成的反应不一定是置换反应。注意 置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应。因为单质中元素的化合价为0,化合物中元素的化合价不为0,因此置换反应中一定有元素的化合价发生变化。特别提醒1.金属与金属化合物溶液的反应 结论:铝、铜、银三种金属的活动性顺序为Al>Cu>Ag。金属活动性顺序及其探究知识点472.常见金属的活动性顺序 判断依据 结论金属能否与酸溶液反应产生氢气 若能反应,则该金属在金属活动性顺序中位于氢的前面,否则位于氢的后面金属与酸溶液反应的剧烈程度 相同条件下,反应越剧烈,金属越活泼金属A与金属B的化合物溶液能否发生置换反应 若A能置换出B,则A的金属活动性比B强3.探究金属活动性顺序(1)金属活动性顺序的判断依据(2)验证三种金属活动性顺序的常用方法①“两金夹一液”:选用三种金属中活动性位于两端的金属单质,以及活动性位于中间的金属的化合物溶液。②“两液夹一金”:选用三种金属中活动性位于中间的金属单质,以及另外两种金属的化合物溶液。(1)金属K、Ca、Na太活泼,很容易与水发生反应,故不能置换出溶液中的金属。(2)金属A能从溶液中置换出金属B,需满足:金属活动性顺序中A位于B前(不要求A一定在H前),B的化合物能溶于水。拓展 (2023山东莱西二模)验证铝、铜、银的金属活动性强弱,小明设计了以下四组实验,下列说法错误的是 ( )① ②③ ④例 2DA.通过实验①②,可以证明金属活动性:Al>CuB.若要用实验④证明金属活动性:Cu>Ag,X可以是Cu,Y溶液为AgNO3溶液C.以上实验可以替换为将铜丝分别放入盛有Al(NO3)3溶液和AgNO3溶液的试管中,观察现象D.通过实验①②③即可证明金属活动性:Al>Cu>Ag解析 ①中产生气泡,②中无明显现象,说明铝能和稀硫酸反应,铜不能和稀硫酸反应,可以证明金属活动性:Al>Cu;若要用实验④证明金属活动性:Cu>Ag,X可以为Cu,Y溶液为AgNO3溶液,根据实验现象判断两者能否发生反应,进而得出铜、银的活动性强弱;将铜丝分别放入盛有Al(NO3)3溶液和AgNO3溶液的试管中,铜不能将铝置换出来,能将银置换出来,可以得出金属活动性:Al>Cu>Ag;通过实验①②③,可以证明铝比铜、银活泼,但不能验证铜和银的活动性强弱。 金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,它可以给出一些判断的依据。1.判断金属活动性的强弱: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。2.判断金属与酸的置换反应能否发生:在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。3.判断金属与金属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(K、Ca、Na除外)能把位于它后金属活动性顺序的应用知识点57面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。北宋湿法炼铜家——张潜利用金属与金属化合物溶液的反应可冶炼金属、辨别真假黄金等。例如,我国劳动人民早在宋代就掌握了湿法炼铜技术:将铁浸入硫酸铜溶液中置换出金属铜。点拨 (2023海南陵水模拟)向氯化亚铁、氯化铜和氯化镁的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤。向滤液中插入洁净的铁丝,一段时间后取出,发现铁丝表面出现一层红色物质。下列分析不正确的是 ( )A.滤液中一定有氯化镁B.滤液中一定有氯化锌C.滤渣中一定有铜D.滤渣中一定有锌D例 3解析 由活动性Mg>Zn>Fe>Cu知,向氯化亚铁、氯化铜和氯化镁的混合溶液中加入一定量锌粉,锌不与氯化镁反应,锌先与氯化铜反应生成氯化锌和铜,待氯化铜反应完,若还有锌粉,锌才与氯化亚铁反应生成氯化锌和铁。向滤液中插入洁净的铁丝,一段时间后取出,发现铁丝表面出现一层红色物质,说明滤液中仍含有氯化铜,锌粉被消耗完,铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜。氯化镁不与锌粉反应,则滤液中一定含氯化镁,A正确。锌粉与氯化铜反应生成氯化锌,则滤液中一定含有氯化锌,B正确。锌粉与氯化铜反应会生成铜,则滤渣中一定含有铜,C正确。锌粉被消耗完,滤渣中一定不含有锌,D错误。易混易错全解对金属与金属化合物溶液反应后的滤渣、滤液成分不能做出正确判断易错点 (2023山东滨州中考)向盛有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3混合溶液的试管中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是 ( )A.滤渣中一定有铁、铜、银B.滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有Al(NO3)3C.滤液的质量一定比原溶液的质量大D.滤液有可能呈蓝色例题A解析 向盛有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3混合溶液的试管中加入一定量铁粉,铁粉不能与Al(NO3)3反应,Fe先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银,AgNO3反应完后若铁粉有剩余,Fe再与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜。充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中含有铁,则滤渣中一定有铁、铜、银;滤液中一定含有Fe(NO3)2、Al(NO3)3;每56份质量的铁能置换出216份质量的银或64份质量的铜,溶液的质量会减小;滤液中不含铜离子,不可能呈蓝色。 当向两种或多种金属的化合物溶液中加入一种金属时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来;当将两种或多种金属同时放入一种金属的化合物溶液中时,最活泼的金属先发生置换反应。纠错点睛 展开更多...... 收起↑ 资源列表 8.1 金属材料习题课件---2023-2024学年人教版化学九年级下册.pptx 8.2 金属的化学性质习题课件---2023-2024学年人教版化学九年级下册.pptx 8.3 金属资源的利用和保护习题课件---2023-2024学年人教版化学九年级下册.pptx