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第1节 金属材料
一.金属与非金属：
1.金属的一般属性：金属常温下大多数呈固态，有金属光泽，有导电性、导热性和良好的延展性，密度较大，熔点较高。
2.金属的特殊属性：
（1）颜色：大多数金属呈银白色，而金呈黄色，铜呈紫红色；
（2）状态：多数金属常温下为固态，而汞呈液态；
（3）硬度：铬的硬度大，而铝、铅等的硬度较小。
3.金属的物理性质比较：
4.金属之最：
二.常见的金属材料：
1．合金的概念：把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的特点：
（1）为金属熔合而成，所以制合金的金属熔点不超过其他的沸点
（2）合金是混合物具有金属性质
（3）合金的硬度一般大于组成它们的金属的硬度。
（4）合金的熔点一般低于组成它们的金属的熔点。
（5）合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属的抗腐蚀能力。
3．记忆合金：
（1）一些特定成分的合金（如镍铬合金），在外力作用下会发生新编，把外力去掉之后，在一定温度下，能恢复原来的形状。这种合金具有上百万次以上的恢复功能，人们形象的称之为“记忆合金”
三.金属的污染和回收利用：
1.金属的污染：主要是垃圾填埋后，铅镉等有毒金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。
2.金属的回收：工业越发达，金属的废弃量越大。废弃金属堆存，不仅浪费资源，侵占土地，而且污染环境，因此各国都很重视它的循环再生。普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银、金等。
第2节 金属的化学性质
一.金属与氧气的反应：
金属 条件 反应的化学方程式 现象(或备注)
Mg 点燃 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体
Al 常温 4Al＋3O2===2Al2O3 表面生成致密保护膜
点燃(氧气中) 4Al＋3O22Al2O3 剧烈燃烧，放出大量热和耀眼的白光，生成白色固体
Fe 常温、潮湿空气 4Fe＋3O2＋nH2O===2Fe2O3·nH2O 在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈
氧气中点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
Cu 加热 2Cu＋O22CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
潮湿空气 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质
AuAg 高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”
二.金属与酸的反应：
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
铝 剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无色，放热 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌 反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铜 不反应
【金属与酸反应图像的问题】
（1）反应时间与产生氢气的关系（活动性顺序决定反应快慢）
（2）向等质量金属中加酸反应图像（与价量比有关）
（3）向等质量酸中加金属反应图像
其中，甲、乙、丙、丁分别表示铝、镁、铁、锌。
三.金属与盐的反应：
实验操作 现象 反应的化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液 铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4
铜丝浸入硝酸银溶液 铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
1．金属活动性顺序：
__K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au__。
2．按照金属活动性顺序，一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来，排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。这些反应都是置换反应。
四.金属的锈蚀与防护：
1．铁锈蚀的条件：水、氧气。 铜锈蚀的条件：水、氧气、二氧化碳。
2．防锈蚀的方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢等；
在金属表面形成各种保护层，如涂防锈油、油漆；
形成氧化物保护膜等。
3．保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，金属的回收利用，有计划合理地开采矿物，寻找金属的替用品等。
第3节 有机物和有机合成材料
一.简单的有机物：
1.有机物的自然合成：自然界中的一些无机物，如氢气、水、二氧化碳、一氧化碳、氮气等，在一定条件下，经过阳光的照射和雷电作用，会合成一些简单的有机物，如甲烷（CH4）、甲胺（CH3NH2）、尿素[CO(NH2)2]等。
2.有机物的定义：从物质的组成看，有机物是一类含碳化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外），大多含有C、H、O、N等元素。有了有机物才有生命。
3.甲烷：最简单的有机物，化学式为CH4。稻草及动物粪便经过发酵会产生大量的沼气，农村里常用作燃料供热。沼气、瓦斯、天然气的主要成分都是甲烷。火星的大气层中也发现有很多的甲烷。
(1)结构：1个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的，如图所示。
(2)性质：通常状况下，甲烷是无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。甲烷具有可燃性，纯净的甲烷在空气中燃烧时产生蓝色火焰，生成水和二氧化碳。有机物的充分燃烧基本上都会产生水和二氧化碳。
4.有机物的特性：
（1）大部分有机物熔点较低，受热易分解，易挥发，易燃烧，不易导电等。所以保存时一定要密封，做实验时一定要远离明火，防止着火或爆炸。
（2）有机物可作为很好的溶剂：高度白酒泡药酒，汽油清洗油污。
4.常见有机物的用途：
（1）汽油：是石油产品之一，用做燃料。 （2）乙酸：用做食醋
（3）氯仿：是化工原料和很好的溶剂。 （4）乙醇：用于消毒和做燃料
（5）乙酸乙酯：做溶剂、香精和粘合剂
二.生物体中的有机物：
1.有机物是生物体各组织的主要成分人体的生长发育和体内各组织的新陈代谢，都需要各种有机物的参与。
2.糖类、蛋白质、脂肪等都是人体内的基本有机物。
(1)糖类：一些食物，如面包、面条、米饭等主要含有糖类物质，这些糖类物质在人体内水解后会生成葡萄糖。葡萄糖是生命活动中不可缺少的重要物质、也是生命活动所需能量的主要来源。
(2)蛋白质：是构成生命体的基本物质，蛋白质是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。
(3)脂肪：脂肪不溶于水，可溶于有机溶剂，是生物体内贮藏能量的物质，随时供人体代谢的需要。
三.有机合成材料：
1.有机合成材料：主要成分是用人工合成的方法制得的高分子化合物。
2.三大合成材料：合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
（1）塑料：具有可塑性，如果把它加热到一定温度，就能融化成粘稠状液体，趁热把它注入不同的模具里，冷却后就会形成各种形状的制品。塑料制品一般具有良好的性能，容易加工，轻便实用，有的还有特殊的功能，因此逐渐取代其他材料（如金属、玻璃和纸），用途非常广泛。
【常见的塑料制品】
（2）合成纤维：合成纤维是以石油化工产品等为主要原料人工合成制得的。不同品种的合成纤维具有各自独特的性能，例如，聚酰胺纤维(锦纶)的耐磨性、聚酯纤维(涤纶)的挺括耐摺性、聚丙烯腈纤维(腈纶)的保暖性和良好手感。合成纤维因其具有特殊性能，被广泛用于制造航天器、飞机、火箭、导弹的绝缘材料特殊防护材料、增强材料以及人造心脏瓣膜外科缝线等。
（3）合成橡胶：合成橡胶是以煤石油、天然气为主要原料人工合成的高弹性聚合物，具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
3.合成材料的污染：有机合成材料在给人们的生产、生活带来便利的同时，也对环境造成了影响。例如，有些塑料的结构稳定、不易分解，因此这些废弃塑料会带来严重的环境污染问题。
第4节 物质的分类
一.物质的分类方法：
1.为什么要分类：自然界中物质种类繁多性质各异，为了更好地研究和识别它们。
2.分类的方式：按照一定规律和性质进行分类
（1）物理性质：颜色、状态、气味、硬度、密度、溶解性、导热性、导电性等
（2）化学性质：酸碱性、热稳定性、氧化性或还原性、可燃性等。
（3）按照组成分类：纯净物可分为单质和化合物。
（4）按照元素把单质分为金属单质和非金属单质。
（5）一般把由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物称为氧化物。根据元素组成不同分为金属氧化物与非金属氧化物
（6）按照元素的组成不同可分为有机化合物和无机化合物。
第5节 物质的转化
一.非金属单质与其化合物之间的转化：
1.通过与氧气反应转化为非金属氧化物：（书上实验）
（1）硫与氧气反应：S+O2 点燃SO2 （2）磷与氧气反应：4P+5O2 点燃 2P2O5
（3）碳与氧气反应：C+O2 点燃 CO2 （5）氢与氧气反应：2H2+O2 点燃 2H2O
2.非金属氧化物与水反应转化为酸：
（1）二氧化碳与水反应：CO2+H2O==H2CO3 （2）二氧化硫与水反应：SO2+H2O = H2SO3
（3）三氧化硫与水反应：SO3+H2O = H2SO4
二.金属单质与其化合物之间的转化：
1.金属与非金属反应：（书上实验：铁与硫磺反应）
2.金属氧化物与水反应：
三.金属的冶炼：
1.金属在自然界中的存在
在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。
2.金属的冶炼原理与方法
(1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
(2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如 C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu
3.氧化还原反应：【非基本反应类型】
（1）定义：有化合价变化的化学反应
（2）与四大基本反应类型的关系：
①置换反应都是氧化还原反应；
②复分解反应都不是氧化还原反应；
③有单质生成的分解反应是氧化还原反应；
④有单质参加的化合反应也是氧化还原反应。
（3）氧化还原反应相关概念：
氧化反应：元素化合价升高的反应 还原反应：元素化合价降低的反应
氧化剂：得电子(或电子对偏向)的物质------氧化性：氧化剂具有的得电子的能力
还原剂：失电子(或电子对偏离)的物质------还原性：还原剂具有的失电子的能力
氧化产物：氧化后的生成物 还原产物：还原后的生成物。
被氧化：还原剂在反应时化合价升高的过程 被还原：氧化剂在反应时化合价降低的过程
氧化性：氧化剂具有的得电子的能力 还原性：还原剂具有的失电子的能力
氧化还原反应的实质：电子的转移
口诀：升失氧，降得还
四.化合物之间的转化：
1.氧气、氢气、水、氧化物、酸
2.碳与碳的化合物
3.氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠
4.含钙化合物
5.金属(镁、铝、锌、铁、铜)及其化合物
第6节 材料的利用和发展
一.材料与人类社会发展：
1.原始人使用石器：石斧、石刀、箭头、刮器，还有兽骨和鱼骨制成骨针
古代人开始创造和使用陶器
3.四千年前，人类进入青铜器时代（图为青铜器尊和司母戊鼎）
4.炼铁技术的发展，人们制造了犁，黏土烧制砖瓦，瓷器
5.人类社会进入信息时代：随着科学技术的发展，人们有目的的改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。
二.新型材料：
新型材料：指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。
当前，最引人注目的新型材料有：光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料新型高分子材料、超导材料、纳米材料等。
纳米材料：指其基本颗粒在1 ~ 100纳米范围内的材料。如：纳米陶瓷、新型纳米油墨、纳米铅粉等。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同。如纳米陶瓷具有很好的韧性；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。
三.材料制造与环境保护：
1.背景：人们在制造材料的过程中会产生许多污染。为了减少或消除材料制造过程中的污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径。
2.实际生产制造产品时，需考虑的因素有：
(1)科学性：合理可行 (2)简便性：装置简单易操作。 (3)经济性：廉价，高效；
(4)安全性：安全可靠； (5)环保性：少污染，无污染。
3.工业“三废”及处理
(1)工业“三废”是指废水、废渣和废气。
(2)处理方法
①“废气”处理一般是安装回收设备，将有害气体净化或吸收
②“废渣”的处理一般是合理利用，有毒需处理
③“废水”的处理是建立污水处理厂， 将有毒有害物质清除干净之后才可排放
在化学工业中,除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。
浙教版科学九年级第二章《物质的转化与材料利用》知识提纲

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