九年级化学金属资源的利用和保护教案

湖南省邵阳十中九年级化学 第八单元《金属资源的利用和保护》知识点 一、金属材料 1、金属材料                 纯金属（90多种） 合金  （几千种） 2、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 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）铬：硬度最高的金属                       （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属                       （8）锇：密度最大的金属 （9）锂 ：密度最小的金属 4、金属分类：  黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。                   重金属：如铜、锌、铅等       有色金属                   轻金属：如钠、镁、铝等； 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 5、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。   ★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆金属 生铁 钢 黄铜 青铜: 成分 含碳量 2%~4.3% 含碳量 0.03%~2% 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡 合金 钛镍合金 备注 不锈钢：含铬、镍的钢 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低 注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。         （1）熔点高、密度小   优点  （2）可塑性好、易于加工、机械性能好         （3）抗腐蚀性能好 二、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气的反应 2、金属 + 酸 → 盐 + H2↑ 3、金属 + 盐 → 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）   Fe  +  CuSO4  ==  Cu  +  FeSO4     (“湿法冶金”原理) 三、常见金属活动性顺序： 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 在金属活动性顺序里： （１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸） （３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na、Ba） 四、金属资源的保护和利用 1、铁的冶炼 （1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。             3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 2、铁的锈蚀 （1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3）     （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3） （2）防止铁制品生锈的措施： ①保持铁制品表面的清洁、干燥 ②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、    电镀、烤蓝等 ③制成不锈钢 铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。 而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 3、金属资源的保护和利用: 保护金属资源的途径： ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用品 意义：节约金属资源，减少环境污染 五、本单元的有关化学反应 反应方程式 基本类型 反应现象 用途 金属+ O2→金属氧化物 4Al+3O2=====2Al2O3 化合 ∕ 常温下铝表面形成致密氧化膜  △ 2Zn+O2=====2ZnO 化合 ∕ /  △ 2Cu+O2=====2CuO 化合 红色固体变成黑色固体 / 金属+酸→盐+ H2 Fe+H2SO4 ==FeSO4+H2↑ 置换 铁钉表面有少量无色气泡生成,无色溶液逐渐变成浅绿色 / Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ 置换 反应较剧烈，产生无色气泡，锌粒逐渐溶解； 实验室制取H2 Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ 置换 反应剧烈，产生大量无色气泡，镁条溶解； / 金属+盐→盐+金属 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 置换 铁钉表面有红色物质生成,蓝色溶液逐渐变成浅绿色 古代湿法制Cu 2Al+3CuSO4 ==Al2(SO4)3 +3Cu 置换 铝片表面有红色物质生成,蓝色溶液逐渐变成无色 / Cu+ 2AgNO3 ==Cu(NO3)2+ 2Ag 置换 铜片表面有黑色物质生成,无色溶液逐渐变成浅蓝色 / 六、练习： （一）、选择题 1．下列物质中属于纯净物的是（   ）    A.紫铜           B.生铁               C.黄铜               D.硬铝 2．地壳中含量最多的金属元素（   ）    A.铁                B.氧                 C.硅                   D.铝 3．下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是（   ）    A.氯化镁            B.氯化锌             C.氯化铁               D.氯化铝 4．盐酸与生铁反应，当生铁反应完毕后，烧杯里留有少量黑色物质，其主要物质为（   ）    A.氧化铁            B.四氧化三铁         C.碳                   D.铁粉 5．不锈钢中除了铁之外，其余的两种主要的金属元素是（   ）    A.镍、铬            B.锰、铬             C.铬、钨               D.锰、钨 6．铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述错误的是（   ）    A.铁生锈一定伴随着物理变化               B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化 C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁 D.铁生锈时，会有难以察觉的热量放出 7．将铁片插入下列溶液中，片刻后取出，溶液质量减少的是（   ）    A.盐酸              B.硫酸铜             C.稀硫酸               D.硫酸亚铁 8．某不纯的铁块5.6g，与足量的盐酸反应，全部溶解，放出氢气为0.21g，则铁块中可能含有的杂质是（   ）    A.铜                B.锌                 C.碳                   D.镁 9．还原铁的某氧化物2.16g，可以得到1.68g。则该种铁的氧化物的化学式为（   ）    A.FeO               B.Fe2O3              C.Fe3O4                D.FeCO3 10.将过量铁粉放入盛有疏酸铜和硫酸锌溶液的烧杯中，充分反应后，过滤。留在滤纸上的物质是（    ） A、Zn       B、Cu        C、Zn和Cu       D、Cu和Fe 11.在镁、铁、铜、锌四种金属中，金属活动性最强的是（     ） A、镁         B、铁          C、铜          D、锌 12.铁的应用在我国已有很久的历史。下列有关铁的知识的叙述不正确的是（    ）     A、铁具有良好的导电性、导热性    B、铁在潮湿的空气中能形成致密的氧化物保护膜    C、铁制容器不能盛放硫酸铜溶液    D、人体中的铁元素主要存在于血液中 13. X、Y、Z是三种金属单质。其中X可以与稀硫酸反应产生氢气，Y与Z不与稀硫酸反应，Z可以从Y的盐溶液中置换出Y。则X、Y、Z三种金属的活动性按由强到弱的顺序排列正确的是（    ）  A、X>Y>Z         B、Z>X>Y         C、X>Z>Y         D、Z>Y>X  (二)、填空题 14.日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属______________；包装糖果、香烟的银白色金属薄片__________；家用热水瓶内胆壁的银色金属是_________；温度计中填充的金属是______________；灯泡里做灯丝的金属是____________；青铜是一种合金，除含有铜外还含有的一种金属是_______________；铝表面有一层致密而结实的薄膜，其主要成分是________________；赤铁矿的主要成分为_____________；黄铁矿的主要成分为_______________。（填对应的化学式） 15.某化学探究小组的同学从实验废液中回收铜，得到的样品中含有少量铁粉。为测定样品中铜的质量分数，甲、乙两组按下述两方案分别进行实验。 方案一、铜样品   过滤，将得到的固体洗涤、干燥、称量。 方案二、铜样品    过滤，将得到的固体洗涤、干燥、称量。 （1）写出两个方案中发生反应的化学方程式：                     、                        （2）请你对上述两个方案进行评价：                                        ;                                         (三)．探究题 16.为了验证Cu、Zn、Hg三种金属的活动性顺序，小林同学设计了如下实验： ①    将锌粒放入CuSO4溶液中，锌粒表面出现红色固体 ②将锌片插入Hg(NO3)2溶液中一会取出，锌片表面出现银白色金属 ③将铜丝插入ZnSO4溶液中无明显现象 （1）小林同学得出的结论是                                            若想得出三种金属的活动性顺序，小林还应该做的实验是                           （2）为了使实验尽量简化，我认为可用     步实验就得出结论，实验的内容是                                  17.兴趣小组的同学学习了金属的性质后，在实验室找到的一种银白色金属R做如下探究： （1）将金属R投入稀盐酸中，金属表面有气泡冒出。则该金属R在金属活动性顺序表中排在氢的       （选填“前面”或“后面”）。 （2）为了比较金属R与铁的活动性强弱，兴趣小组设计下列方案进行实验，请完成下表： 你的一种猜想 验证方法 现象 结论 金属R的活动性比铁              将金属R投入         溶液中       金属R表面有黑色的物质析出 猜想       （选填“正确”或“错误”） （3）请根据上述的信息，标出金属Fe、R、Cu在下列金属活动性顺序表中的相应位置。 金属活动有强到弱的顺序 … … … … (四)．计算题 18．某炼铁厂每天生产含杂质4%的生铁400t，每天需要含氧化铁70%的赤铁矿多少吨？如果改用含有杂质为25%的磁铁矿则需要多少吨这样的磁铁矿？ 19．有一生锈的铁钉（铁锈的主要成份为Fe2O3）质量为16g，加入足量的盐酸充分反应后生成0.4gH2。试计算未生锈前铁片的质量为多少？