資源簡介

浙江版 九年級上冊科學學案
第四講：金屬材料、金屬的化學性質
2-1金屬材料
金屬與非金屬
金屬與非金屬的性質
金屬
非金屬
顏色
有金屬光澤，大多數(shù)為銀白色或灰色
大多數(shù)沒有光澤，外表暗淡
延展性
具有良好的延展性
不具有延展性
導電性
具有良好的導電性
除石墨外通常不導電
導熱性
具有良好的導熱性
通常導熱性較差
可鍛性
具有良好的可鍛性
不具有可鍛性
硬度
比較硬
比較脆，易碎
密度
密度大
密度小
熔點
大多數(shù)熔點高
熔點低
物質的性質與物質用途的關系
物質的性質決定物質的用途；物質的用途反映物質的性質。
物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。
金屬材料的種類
金屬材料分類
包括純金屬和合金（鋼鐵、黃銅、鋁合金等）。
合金
定義：把一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
性能：合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬高。合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低，抗腐蝕性、機械性能更好，色澤更鮮艷。
鐵合金：生鐵和鋼都是常見的鐵合金。它們的區(qū)別主要是含碳量不同，鋼的含碳量比生鐵的低，質地堅硬、有彈性和延展性，機械性能好，易于加工成型等，用途更加廣泛。
金屬的污染和回收利用
保護金屬資源的必要性
金屬的污染
金屬的回收
2-2金屬的化學性質
金屬與氧氣的反應
反應條件
金屬
現(xiàn)象
化學方程式
常溫
鎂
打磨過的鎂帶在空氣中表面逐漸變暗，在空氣中點燃發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體
2Mg+2O2 =2MgO
鋁
打磨過的鋁在空氣中表面逐漸變暗，生成一層致密的氧化膜
4Al+3O2=2Al2O3
點燃或加熱
鐵
常溫下在干燥的空氣中，鐵很難與氧氣反應，點燃后在氧氣中能劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱
3Fe+2O2= Fe3O4
銅
常溫下在干燥的空氣中很難反應，在空氣中加熱表面會生成黑色物質
2Cu+O2?CuO
高溫下不反應
金
在空氣中加熱不變色
可以得出，金屬越活潑，越易于氧氣反應，同等條件下反應越劇烈。Mg、Al等在常溫下就能與氧氣反應；Fe、Cu等在常溫下幾乎不與氧氣反應，加熱條件下反應；金在高溫下也不與氧氣反應。從而得出結論：鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑。
金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應
金屬
現(xiàn)象
反應的化學方程式
稀鹽酸
稀硫酸
稀鹽酸
稀硫酸
鎂
劇烈反應，產生大量氣泡，溶液仍為無色，試管壁發(fā)熱，生成的氣體能夠燃燒，產生淡藍色火焰
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
鋁
打磨過的鋁放入酸中，劇烈反應，產生大量氣泡，溶液認為無色，生成的氣體能夠燃燒，產生淡藍色火焰
2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2 ↑
2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2 ↑
鋅
反應比較劇烈，產生大量氣泡，溶液認為無色，生成的氣體能夠燃燒，產生淡藍色火焰
Zn+2HCl=ZnCl2+H2 ↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
鐵
反應緩慢，產生大量氣泡，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色，生成的氣體能夠燃燒，產生淡藍色火焰
Fe+2HCl=FeCl2+H2 ↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑
銅
無任何現(xiàn)象
不反應
不反應
結論：鎂鋁鋅鐵四種金屬都能與稀鹽酸和稀硫酸反應，但反應的劇烈程度不同，反應后都生成了氫氣，而銅與稀鹽酸稀硫酸不反應。即鎂鋁鋅鐵的金屬活動性比銅強，都能與稀鹽酸和稀硫酸反應，生成氫氣。
置換反應
概念：有一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應叫做置換反應。
特征：表達式A+BC=B+AC
金屬的活動性順序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金屬活動性順序的應用
判斷金屬活動性的強弱：金屬位置越靠前，活動性越強
判斷金屬與酸的置換反應能否發(fā)生：位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，Cu和稀硫酸不反應。
判斷金屬與金屬化合物溶液的置換反應能否發(fā)生：位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的化合物溶液里置換出來。如Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，Cu和FeSO4溶液不反應。金屬化合物必須溶于水，否則不反應，如Fe與AgCl（不溶于水）不反應。
濕法煉銅
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
防止金屬腐蝕的常用方法
原理：使鐵制品隔絕空氣或隔絕水。
方法：保持鐵制品表面潔凈、干燥。在鐵制品表面涂保護層。覆蓋保護膜如涂油、噴漆、燒涂搪瓷；鍍其他金屬，如水龍頭鍍鉻、鍍鋅；表面形成致密的保護膜。如烤藍。改變金屬的內部結構，如將鋼鐵制成不銹鋼。
練習題
1.已知金屬活動性從強到弱的排列順序是Mg、Zn、Cu、Ag，將一定量的鋅粉加入到Mg(NO3) 2、Cu(NO3)2、AgNO3三種物質的混合溶液中，充分反應后過濾，將濾渣放入稀鹽酸溶液里，有氣泡產生。則下列判斷錯誤的是(??? )
A.?濾渣中含有Ag、Cu、Zn的單質??????????????????????????B.?濾液中含有Zn2+、Mg2+
C.?濾渣中可能含有Mg的單質??????????????????????????????????D.?濾液中不含有Cu?+、Ag+
2.向下表的甲物質中逐滴加入相應的乙溶液至過量，反應過程中生成氣體或沉淀的質量與加入乙的質量關系，能用下圖所示曲線表示的組合是(??? )

序號
甲
乙
A
銅、鋅的混合物
稀鹽酸
B
表面部分生銹的鐵釘
稀鹽酸
C
鹽酸和稀硫酸的混合溶液
氯化鋇溶液
D
硫酸和硫酸銅的混合溶液
氫氧化鈉溶液
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
3.鎳(Ni)是一種金屬元素，其金屬活動性比鉛強。已知鎳的化合物NiCl2和Ni(NO3)2易溶于水，Ni(OH)2微溶于水。下列不能直接反應得到NiCl2的是（ ???）
A.?Ni和HCl?????????????????????B.?NO和HCl?????????????????????C.?Ni(OH)2和HCl?????????????????????D.?Ni(NO3)2和HCl
4.2019年我國發(fā)行了第五套人民幣，伍角硬幣材質由鋼芯鍍銅合金改為鋼芯鍍鎳。選擇鑄造硬幣的材料不需要考慮的因素是（??? ）
A.?金屬的耐腐蝕性??????????????????B.?金屬的導電性??????????????????C.?金屬的硬度??????????????????D.?金屬的耐磨性
5.下列事實不能用金屬活動性順序來解釋的是（ ???）
A.?真金不怕火煉????????????????????????????????????????????????????????????????????????B.?鋁制品比鐵制品耐腐蝕
C.?我國在春秋時期就會煉鐵，但煉鋁卻是最近一百多年的事?????D.?不能用鐵制容器配制農藥波爾多液
6.下列實驗的現(xiàn)象與對應結論均正確的是（??? ）
選項
操作
現(xiàn)象
結論
A
用濃硫酸在白紙上寫字
白紙變黑甚至穿孔
濃硫酸有強烈的吸水性
B
在灼熱的CuO中通入CO
黑色粉末變成紅色
CO具有還原性
C
在裝雙氧水的試管中加MnO2
有大量氣泡產生
該反應的反應物是H2O2和MnO2
D
在CuSO4溶液中分別插入鐵片和銀片
銀表面有紅色物質析出；鐵片無變化
金屬活動性順序：Ag＞Cu＞Fe
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
7.如圖是一種家用電熱水壺，其中所用材料屬于合金的是（??? ）

A.?不銹鋼外殼???????????????????????B.?酚醛塑料手柄???????????????????????C.?純銅導線???????????????????????D.?聚氯乙烯線
8.某興趣小組在探究金屬化學性質時，做了如圖甲、乙的兩次實驗。

（1）圖甲是向濾液中加入稀鹽酸，觀察到有白色沉淀產生。
①寫出產生濾渣的反應的化學方程式________；
②濾液中一定含有的金屬離子為________(填離子符號)；
（2）圖乙是向濾渣中加入稀鹽酸，觀察到有無色氣體產生。濾液中含有溶質的化學式為________。
9.某科研小組的同學在探究鎂、銅、鋅三種金屬的有關性質時進行了如圖實驗：
（1）將圖甲實驗結束后①②試管內的物質倒入圖乙的空燒杯中，一段時間后對燒杯中的物質進行過濾，濾液中的溶質一定有________；
（2）若要驗證鎂、鋅、銅金屬活動性順序，還可以用一種試劑直接與三種金屬反應就能達到目的，該試劑可以是________。
答案解析：
1.【解答】A.鋅不能將鎂置換出來，但是可以將其它兩種金屬置換出來。當鋅粉的質量足夠多時，這兩種金屬都可能被置換出來，故A正確不合題意；
B.當銅、銀都被置換出來時，溶液中就沒有它們的離子，只有沒有被置換的Mg2+和進入溶液的Zn2+ ， 故B正確不合題意；
C.濾渣中不可能含有鎂的單質，故C錯誤符合題意；
D.根據(jù)上面的分析可知，濾液中不含有Cu?+、Ag+?，故D正確不合題意。
故選C。
2.【解答】A.將稀鹽酸加入銅和鋅的混合物，鋅馬上和稀鹽酸反應，生成氯化鋅和氫氣，而不是過一段時間才會產生，故A不合題意；
B.鐵釘?shù)谋砻娌糠稚P，其中裸露的鐵會和稀鹽酸反應，馬上產生氫氣，故B不合題意；
C.氯化鋇和稀硫酸反應，馬上就有沉淀生成，而不是過一段時間，故C不合題意；
D.氫氧化鈉先和硫酸反應，生成硫酸鈉和水，此段時間沒有沉淀生成，然后再和硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，故D符合題意。
故選D。
3.【解答】A.在金屬活動性順序表中，鉛排在氫的前面，可以與酸反應；由于鎳的活動性比鉛強，所以鎳能與稀鹽酸反應生成 NiCl2 和H2 ， 故A正確不合題意；
B. NO和HCl 反應生成NiCl2 和H2O，故B正確不合題意；
C. Ni(OH)2和HCl 反應生成NiCl2 和H2O，故C正確不合題意；
D.如果Ni(NO3)2和HCl反應，生成NiCl2 和HNO3 ， 由于不符合復分解反應的條件，所以不能實現(xiàn)，故D錯誤符合題意。
故選D。
4．【解答】硬幣作為貨幣的一種，需要在日常生活中頻繁的流通，因此要具有較強的耐腐蝕性能、且硬度較大不易損壞，還有具有相當?shù)哪湍バ裕劣谀芊駥щ娕c它的屬性無關，故B符合題意，而A、C、D不合題意。
故選B。
5.【解答】A、真金不怕火煉是金的化學性質穩(wěn)定，不符合題意；
B、鋁化學性質比鐵活潑，但常溫可與氧氣反應生成致密的氧化鋁膜，將里面的鋁保護起來，所以比鐵耐腐蝕，符合題意；
C、鋁的化學性質活潑，所以冶煉和使用比較晚，不符合題意；
D、鐵能與波爾多液中硫酸銅發(fā)生置換反應，不能用鐵制品配制波爾多液，不符合題意；
故答案為：B。
6.【解答】A. 用濃硫酸在白紙上寫字 ，白紙變黑甚至穿孔 ，因此濃硫酸具有脫水性而不是吸水性，故A錯誤；
B. 在灼熱的CuO中通入CO ， 黑色粉末變成紅色 ，說明CO具有還原性，故B正確；
C. 在裝雙氧水的試管中加MnO2?， 有大量氣泡產生 ，說明雙氧水分解為水和氧氣，而二氧化錳只是催化劑，故C錯誤；
D. 在CuSO4溶液中分別插入鐵片和銀片 ， 鐵表面有紅色物質析出，銀片無變化，說明金屬活動性順序：Fe>Cu>Ag，故D錯誤。
故選B。
7.【解答】A.不銹鋼外殼，是由鋼和鉻等金屬組成的，因此屬于合金，故A正確；
B.酚醛塑料手柄屬于合成塑料，故B不合題意；
C.純銅導線，只包含一種金屬銅，不是合金，故C不合題意；
D.聚氯乙烯屬于高分子合成材料，不是合金，故D不合題意。
故選A。
8.【解答】（1）①圖甲中濾渣為Ag，反應的化學方程式為： Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ；
② 濾液中一定含有的金屬離子為： Ag+、Cu2+、Fe2+ ；
（2） 乙是向濾渣中加入稀鹽酸，觀察到有無色氣體產生。濾液中含有溶質的化學式為： Fe(NO3)2 。
9.【解答】（1）將圖甲實驗結束后①②試管內的物質倒入圖乙的空燒杯中，一段時間后對燒杯中的物質進行過濾，濾液中的溶質一定有硫酸鎂、硫酸鋅；
（2）若要驗證鎂、鋅、銅金屬活動性順序，還可以用一種試劑直接與三種金屬反應就能達到目的，該試劑可以是：硫酸鋅或氯化鋅或硝酸鋅或酸等。

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