金属资源的利用和保护

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
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+ H2Fe+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。
(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？


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