①寒假复习-专题06 金属和金属材料 (教师版) 2025年九年级化学寒假衔接讲练 (人教版)

专题06 金属和金属材料 考点聚焦：复习要点+知识络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1 了解金属的物理特征，了解防止金属腐蚀的简单方法。 2 知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；知道可用铁矿石炼铁。 3 知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢等重要合金 4 认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。 5 认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。 6 认识常见金属的主要化学性质。 7 能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断，并能解释日常生活中的一些化学现象。 考点1 金属材料 1 常见金属的物理性质 金属材料是指用纯金属或合金等制成的材料。 金属共同的物理性质 金属物理性质的差异 ①有金属光泽 ①颜色差异：大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色，铁、 银呈银白色，铁粉和银粉是黑色。 ②有良好的导电性 ②状态差异：大多数金属在常温下为固体，但汞为液体 ③有良好的导热性 ③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大 ④有良好的延展性 2．金属的用途反应性质 用途举例 制首饰 作导线 制烧水壶 制金属丝、金属箔 利用的物理性质 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 3．金属之最： 地壳中含量最多的金属元素 铝 （ l ） 人体中含量最高的金属元素 钙 （） 目前世界年产量最高的金属 铁 （ Fe ） 导电、导热性最好的金属 银 （ g ） 硬度最大的金属 铬（r） 熔点最高的金属 钨 （） 熔点最低的金属 汞 （ g ） 密度最大的金属 锇（s） 密度最小的金属 锂（L） 4 合金 合金 在纯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混合物 优良性能 一般比其组分金属硬度大 一般比其组分金属熔点低 一般比其组分金属抗腐蚀性强 理解 ①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以 由金属与非金属熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各 自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe23）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性 等）。 5 铁的合金（生铁与钢） 生铁 钢 含碳量 2% - 43% 003% - 2% 所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等 性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性 机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延 用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等 性能差异原因 生铁与钢性能差异的主要原因是它们的含碳量不同 6．钛和钛合金 熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性和生物相容性好等。因此，钛和钛合金被广 泛用于火箭、导弹、航天器、通信设备和医疗等。 考点2 金属的化学性质 1 金属与氧气的反应 金属 反应条件 反应现象 化学方程式 镁、铝 常温 打磨过的镁条、铝片在空气中表面 逐渐变暗 2Mg+2=2Mg 4l+32=2l23 铁、铜 点燃或加热 常温下铁、铜在干燥的空气中很难 与氧气反应。在氧气中点燃细铁 丝，细铁丝剧烈燃烧，火星四射， 生成黑色固体，放出大量的热;在空 气中加热铜丝，铜丝表面变黑 3Fe+22Fe34 2u+2 2u 金 即使在高温时也不与氧气反应 -- 重点 （1）铝具有很好的抗腐蚀性能的原因：铝在空气中与氧气反应，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。 （2）金属与氧气反应的难易程度，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度， 即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 （3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用 灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是黄金，表面变黑的是 黄铜。 2 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成 的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Mg+2l=Mgl2+2↑ Mg+2S4=MgS4+2↑ 锌 反应较剧烈，产生较多气泡，溶液仍为无色，生 成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Z+2l=Zl2+2↑ Z+2S4=ZS4+2↑ 铁 反应缓慢且有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变 成浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火 焰 Fe+2l=Fel2+2↑ Fe+2S4=FeS4+2↑ 铜 无变化 -- 结论 镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，镁反应速率最快，锌次之，铁最慢， 铁与盐酸或稀硫酸反应时溶液由无色变成浅绿色。铜不与盐酸或稀硫酸反应。 金属的活动性∶镁>锌>铁>铜。 注意 （1）比较不同金属与酸反应的速率需要控制的变量： ①酸的种类、浓度和体积; ②金属的形状（或金属与酸的接触面积）; ③温度。 （2）利用金属与酸的反应判断金属活动性的方法： 在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属活泼；与酸反应产生气 泡快的金属比产生气泡慢的金属活泼。 3 金属与盐溶液的反应 实验步骤 实验装置 实验现象 反映的化学方程式 把一根用砂纸打 磨过的铝丝浸入 硫酸铜溶液中 铝丝上有紫红色物质生 成，溶液由蓝色逐渐变为 无色 2l+3uS4=l2(S4)3+3u 把一根洁净的铜 丝浸入硝酸银溶 液中 铜丝上有银白色物质生 成，溶液由无色逐渐变为 蓝色 u+2g3=u(3)2+2g 把一根洁净的铜 丝浸人硫酸铝溶 液中 -- 无变化 -- 注意 ①用砂纸打磨金属丝的目的是除去金属表面的氧化膜或污物。 FeS ② 4、Fel2、Fe(3)2溶液都呈浅绿色，是因为溶液中都含有Fe 2+ ；Fe2(S4)3、 Fel3、Fe(3)3溶液都呈黄色，是因为溶液中都含有Fe 3+ ；uS4、ul2、u(3)2溶液 都呈蓝色，是因为溶液中都含有u 2+ 。 4 常见金属的活动性顺序 活动性顺序表 注意事项 （1）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）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）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液 里置换出来。 （4）金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫 酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） （5）金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金 属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来; 金属化合物必须可溶;金属还要排除K、、三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加 入金属化合物溶液中时先与水反应。 （6）金属活动性是指金属原子在溶液中失去电子的能力。 记忆口诀 嫁给那美女，薪贴七千轻，统共一百斤 5 置换反应（属于基本反应类型之一） 概念 由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应 特点 反应物和生成物都是两种，且均为一种单质和一种化合物。 （1）有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应， 如 4+2222+2。 （2）有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应， 如+u u+2。 （3）当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2 价。 （4）置换反应属于化学反应的基本反应类型。 （5）置换反应中一定有元素化合价的改变，因为反应前后有不同的单质。 通式 +B→+B 考点3 金属资源的利用和保护 1 金属矿物 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在，其余金属都以化合物的形 式存在。人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，其中，提炼量最大的是铁。 几种常见的金属矿石及其主要成分 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe23 Fe34 l23 u2 T2 M2 2 铁的冶炼 反应原 理 3 + Fe232Fe + 32 实验装 置 实验步 骤 ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③通入并点燃酒精灯； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； ** Expression is faulty **等装置冷却后，停止通，熄灭酒精灯。 实验现 象 玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色 火焰 注意事 ①实验开始前,先通入一段时间的目的是排出装置内的空气，防止爆炸; 项 ②实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，目的是防止高 温下铁与氧气接触重新被氧化，同时也能防止液体倒吸; ③尾气处理方法：气球收集、点燃等（有毒，会污染空气） 化学方 程式 ①硬质玻璃管中：Fe23+32Fe+32。 ②试管中：()2+2=== 3↓+2。 ③尾气处理：2+222。 3 工业炼铁 原理 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下， 利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 ①赤铁矿石：提供铁元素。 ②焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 ③石灰石：将矿石中二氧化硅转变为炉渣除去。 ④热空气：提供氧气。 主要设备 高炉（如图所示，以赤铁矿作为原料为例） 产品 生铁，属于混合物 化学反应方程 式 ①2 + 2； ②2 + 2； ③3 + Fe23 2Fe + 32 4 金属资源保护 铁生锈的主要条件 铁与氧气 和 水 直接接触 铁锈的主要成分 Fe23·x2，颜色为红色。铁锈的结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反 应，铁制品会完全被腐蚀 防锈原理 防止铁制品与氧气或水接触 防锈方法 ①保持铁制品表面干燥和洁净。 ②在铁制品表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。 ③将铁制品制成合金，如不锈钢。 保护金属资源必要 性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境 有效途径 ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的代用品等。 强化点1 探究铁钉生锈的条件 实验步骤 ①在试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉部分浸没在水中; ②在B 试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没在水中，然后在水面上覆 盖一层植物油; ③在试管内放棉花和干燥剂，塞紧橡胶塞。将3 支试管放置一周左右，观察铁钉生锈情 况 实验现象 （1）一周后, 试管内铁钉生锈, 且乙（填甲、乙或丙）处锈蚀严重; B、试管内铁钉都没 有生锈 （2）对比试管、B 中的现象，说明铁生锈需要与氧气接触；对比试管、(填字母)中的现 象，说明铁生锈需要与水接触。 实验结论 （3）铁生锈的条件是铁与水、氧气（或空气）同时接触 实验反思 （4）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 （5）实验前需要将蒸馏水煮沸后迅速冷却，煮沸的目的是除去溶解在水中的氧气,迅速 冷却的目的是防止空气中的氧气再次溶解到水中。 （6）试管B 中植物油的作用是隔绝空气（或氧气）;试管中干燥剂的作用是吸收空气中 的水蒸气。 实验意外现象 分析 （7）一段时间后，某同学发现图1 中试管中的铁钉也出现了少量锈迹，可能的原因是试 管中的干燥剂不足。 创新装置 （8）在图2 所示实验中，观察到Y 形管左边的铁片无明显变化，右边铁片生锈，说明 铁生锈需要与水接触。 趣味实验 （9）某同学用如图3 所示装置进行铁钉生锈条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满二氧 化碳的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到甲(填“甲”或“乙”)中 铁钉生锈，该实验证明铁钉生锈与氧气有关。 强化点2 常见金属的物理性质和化学性质探究 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1 实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是铜 片和铝片上有明显划痕,该实验最终得到的结论是合金的硬度比纯金属大。 （2）图2 实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有导电性。 （3）图3 实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有延展性。 （4）图4 实验中，加热铜片一端1~2 秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一 端，有热感，说明铜具有导热性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1 实验，加热铜片，观察到的现象是铜片表面变黑,反应的化学方程式为 2u+2 2u （2）图2 实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL 稀盐酸： ①试管中发生反应的化学方程式为Fe+2l=Fel2+2↑。 ②试管B 中，刚开始未观察到气泡，其原因是铝片表面有一层致密的氧化铝薄 膜，稀盐酸先和 l 23 反应。 ③试管中无明显现象，分析其原因是铜的活动性位于氢后面，不能与稀盐酸反 应。 （3）图3 实验，两支试管中能发生反应的是试管②(填“①”或“②”),反应的化 学方程式为u+2g3=u(3)2+2g,反应能发生的原因是铜的金属活动性比银强。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有能与氧气反应、活泼金属能与酸反 应、活泼金属能把排在其后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。 强化点3 金属与酸反应的图像分析 1 横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示 反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同 浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价 相同的元素，相对原子质量越小的，产生 的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活 泼曲线越陡; ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示 金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度 的酸反应时，化合价相同的元素，相对原 子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越 陡;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气 质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示 酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的 盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸 的质量相等，产生氢气的质量也就相等， 曲线重合;酸过量时，化合价相同的元素， 相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲 线拐点在上方 2 解题方法 （1）可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率 快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 （2）一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(2)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合 价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越 少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 真题感知 1．（2024·上海·中考真题）下列金属中活动性最强的是 ．Mg B．Fe ．Cu D．Ag 【答】 【解析】金属活动性顺序为：钾钙钠镁铝锌铁锡铅（氢）铜汞银铂金，符合题意。 故选。 2．（2024·四川内江·中考真题）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是 ．澄清石灰水变浑浊，说明有2生成 B．该反应中，失去氧的物质是 ．具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【答】B 【解析】、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，说明有2生成，故选项说法正确； B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应中，失去氧的物质是氧化铁，故选项说法 错误； 、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，是为了点 燃尾气，利用的是一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确； D、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，硬质玻璃管中固体 质量逐渐减小，故选项说法正确； 故选：B。 3．（2023·四川攀枝花·中考真题）根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是 ． B． ． D． 【答】 【解析】铁生锈的条件是铁与水和氧气同时接触，氯化钠可以加速铁的锈蚀。 、该实验中有铁、有水、有氯化钠、有氧气，铁生锈且氯化钠能加速锈蚀速率； B、该实验中有铁、有氧气、无水，铁不易生锈； 、该实验中有铁、有水、无氧气，铁不易生锈； D、该实验中有铁、有水、有氧气，铁生锈； 则铁钉最容易生锈的是，故选：。 4．（2024·甘肃临夏·中考真题）金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍 （）、锌、铜的金属活动性顺序，小明做了如图所示的实验，发现试管中镍丝表面无现象，B 试管中镍丝 表面出现红色物质，则三种金属活动性由强到弱的顺序是 ．、Z、u B．Z、u、 ．Z、、u D．u、、Z 【答】 【解析】根据金属活动性顺序的应用可知，排在金属活动性顺序中前面的金属可以把排在后面的金属从其 盐溶液里置换出来。据图可知，试管中镍丝表面无现象，说明镍没有置换出硫酸锌溶液中的锌，镍不如锌 活泼；B 试管中镍丝表面出现红色物质，说明镍置换出硫酸铜溶液中的铜，镍比铜活泼。所以三种金属活 动性由强到弱的顺序是Z、、u。 综上所述：选择。 5．（2024·黑龙江绥化·中考真题）下列图像能直观表达各种变化关系，加深对知识的理解，下列图像与其 对应表述正确的是 ． 分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸 B． 电解一定质量的水 ． 加热高锰酸钾制取氧气 D． 将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中 【答】 【解析】、分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸，一开始酸不足，金属过量，生成氢气的质 量相等，后酸过量，金属不足，铁与稀盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，锌与稀盐酸反应： Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，相对原子质量：Z＞Fe，故最后铁生成氢气的质量大，符合题意； B、水通电分解生成氢气和氧气，即2H2O 通电 ¿2H2↑+O2↑ ¿ ，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，不符合 题意； 、加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾需要加热到一定温度才开始分解，达到分解温度后，高锰酸钾受热分 解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故一开始固体质量不变，后固体的质量逐渐减小，待完全反应后，不再 变化，不符合题意； D、将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中，金属活动性：Z＞u＞g，锌先与硝酸银反 应：Zn+2AgNO3=Zn (NO3)2+2Ag，65 份质量的锌置换出216 份质量的银，固体质量增加，待硝酸银完 全反应后，锌和硝酸铜反应：Zn+Cu\(NO3 \)2=Zn (NO3)2+Cu，65 份质量的锌置换出64 份质量的铜，固 体质量减小，待完全反应后，不再变化，不符合题意。 故选。 6．（2024·四川德阳·中考真题）室温时，利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片