九年级化学第八单元金属和金属材料导学案.docx

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九年级化学第八单元金属和金属材料导学案

九年级化学第八单元金属和金属材料导学案

8.3金属资源的利用和保护（第2课时）

一、学习目标：

1.通过探究铁生锈的条件，掌握铁生锈的原因。

2.会据铁生锈的条件，分析防锈措施。

3.能列举保护金属资源的措施。

【课前预习】一周前作准备，根据P19的活动与探究自己完成探究实验，完成下列问题。

【提问】

【假设】

【设计实验】各小组内设计实验思路，然后进行实验。

实验步骤 现象 结论

①试管中放一铁钉，注入蒸馏水，一半在水中，一半在空气中    铁生锈的条件是      与     、水蒸气等发生       反应的过程，且铁锈不具有保护作用，原因是

②试管中放一铁钉，注入蒸馏水至完全浸没

③试管烘干，放一铁钉，用橡皮塞塞紧试管口

1.回忆金属活动性顺序表，说说铁是怎样的一种金属？

2.铝不易被锈蚀原因是在空气中与氧气反应，形成致密的           ，而铁锈的主要成分是        ，很疏松，不起保护作用。

3.保护金属资源除防止            外，另一条重要的有效途径是                  。

二、自主探究：

知识点四：

钢铁的锈蚀与防护

【自学】阅读P19-20，结合你们的实验结果，回答下列问题：

1.铁制品锈蚀的实质：

铁与空气中的  、  等发生的化学反应。

铁锈的主要成分是  。

铁锈的特点是很  ，不能       等反应，因此它可以全部被锈蚀。

2.在金属活动性顺序中，铝比铁活泼，为什么生活中铁易生锈而铝却不生锈？

【讨论】完成课本P20“讨论”

3.如何防止铁生锈？

⑴保持铁制品表面的      与       。

⑵隔绝          ，在铁制品表面加       ：

如       、         、电镀等。

⑶改变铁的组织结构：

可制成耐腐蚀的合金，如          。

知识点五：

金属资源保护

【自学】阅读课本P20-21，回答下列问题。

1.为什么要对金属资源进行保护？

2.保护金属资源的有效途径是哪些？

⑴防止金属      ；         ⑵金属的           ；

⑶      、    地开采矿物；⑷寻找金属的              。

3.你知道哪些废旧金属可对环境造成污染？

三、自我测评

1.化学反应往往需要在一定的条件下进行。

通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。

下列所反映的措施中，能加快其化学反应速率的是（  ）

A.铁门表面喷漆　　　　　　　　 B.冰箱保存食物

C.用扇子扇煤炉火，火会更旺     D.将木头电线杆埋入地下的部分用火微微烧焦

2.下列各种情况下，埋在地下的铸铁管道被锈蚀的速率最慢的是（  ）

A.在潮湿、疏松、透气的土壤中　　　B.在含铁元素较多的酸性土壤中

C.在潮湿、致密、不透气的土壤中    D.在干燥、致密、不透气的土壤中

3.在车船表面刷油漆的目的是（  ）

A.防止钢铁生锈且美观　　　　　　B.可以增大硬度防止撞坏

C.增大厚度、防止磨损            D.改变铁的颜色

4.生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜线等可以归为一类加以回收利用，它们属于（  ）

A．铁矿石       B．金属或合金  C．氧化物      D．非金属单质

5.在切过咸菜的菜刀的同一面上选相近的三处进行下列实验：

（1）一处用湿棉球湿润；

（2）另一处用干布擦干；（3）第三处用干布擦干后，涂上一层食用油。

放置一昼夜，观察菜刀三处表面哪一处最容易生锈         ，由此你得到何种启发

6.很多同学家里都有一些铁质劳动工具，如铁锹、锄头、镰刀等，不用时若保管不当，他们很容易生锈，请你思考一下，回答以下问题：

①铁质劳动工具为什么容易生锈？

                       ②请说出一种除锈的方法             。

③若要防止铁质劳动工具生锈，作为家庭，一般可采取哪些措？

                        。

7.①汽车 ②机器齿轮 ③门把手④锯条⑤铁洗脸盆 ⑥铁柜 ⑦铁轴 ⑧剪刀等常见铁制品，

为防止它们生锈，通常适合采取下面哪一种方法（填序号）

⑴在其表面刷一层油漆

⑵在其表面涂上机油

⑶在其表面镀上其它金属

⑷在其表面烧制搪瓷

⑸使其表面氧化形成致密的氧化膜

【中考直通车】

8.铜片长期暴露在空气中表面形成一层铜绿[Cu2（OH）2CO3]，下面物质与该变化无关的是（   ）

A．CO2         B．O2        C．H2O         D．N2

9.某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”用来吸收氧气和水分，以防止食品腐蚀。

下列物质常温下能与空气中的氧气和水分发生化学反应，反应的产物又容易吸水，因而可用作“双吸剂”的是（  ）

A．熟石灰        B．炭粉        C．铁粉       D．生石灰

10.菜刀在生活中有重要应用。

下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是（  ）

①切青菜后用清水冲洗②切湿咸菜后未清洗③切肥猪肉后放置

A．①③②   B．②①③   C．③①②   D．③②①

11.下列关于铁的叙述正确的是（  ）

A.切过泡菜的菜刀比置于潮湿空气中的菜刀更易生锈B.铁与稀盐酸反应，生成FeCl3和H2

C.能用铁桶盛装农药波尔多液                    D.用稀硫酸除铁锈，生成FeSO4和H2O

12.⑴磁铁矿的主要成分是：

         ；（填化学式）

⑵写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式：

       ；

⑶高炉炼铁得到的主要产品是        ；（填序号）A．纯铁    B．生铁    C．钢

⑷铁生锈的主要条件是铁与水和        直接接触。

13.人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。

⑴钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。

高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。

炼铁过程中，一氧化碳和赤铁矿（主要成分为Fe2O3）反应的化学方程式为                 。

⑵我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。

人们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。

上述方法所依据的原理是                             。

⑶我国矿物储量很丰富，但人均占有量并不多，请保护金属资源！

下面几种做法中，可有效保护金属资源的是            （填字母）。

a.回收利用废旧金属制品；b.任意开采铁矿石；c.铁制品不加处理，存放在潮湿的环境中；d.寻找、开发金属的代用品；

14.铁、铝、铜市日常生活中使用最广泛的金属。

⑴上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是      （填序号）。

A.三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低

B.三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强

C.在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在。

⑵常温下一些金属的物理性质数据如下：

金属单质 铜 铝 锌 铁 铅

导电性（以银的导电性为100作标准） 99 61 27 17 7.9

密度/（g·cm3） 8.92 2.70 7.14 7.86 11.3

熔点/℃ 1083 660 419 1535 328

硬度（以金刚石的硬度为10作标准） 2.5-3 2-2.9 2.5 4-5 1.5

分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是

⑶铜器长期暴露在空气中，表面会生成铜绿，其成分可表示为Cu2（OH）2CO3，从其组成分析，预测铜绿能与             （任举一例）反应。

⑷工业上火法炼铜的一个主要反应是Cu2S＋O22Cu＋SO2。

Cu2S中铜元素的质量分数为        。

用500吨含Cu2S80%的铜矿石，理论上可以炼出       吨铜。

【拓展延伸】

15.冬日里的一天，某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体。

水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修。

事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究。

【初步分析】红褐色固体的主要成分是铁锈，铁锈的成分复杂，主要是          。

由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟             、             等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。

【收集资料】①氢氧化铁（红褐色）加热可得铁的氧化物+水（反应前后元素化合价不变）；②暖气片是由生铁铸成的；③当地暖气用水为硬度较大的自来水；④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质。

如：

铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为Cu2（OH）2CO3]。

【提出猜想】请根据上述任意一条资料分析，红褐色物质中还可能含有的物质是

（写一种物质即可），你猜想的依据是

【设计实验】请设计一个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）

实验过程 预期的实验现象

★送您一个宝矿，矿里是金榜题名、铜心永驻、铝途顺风、锌想事成、镁梦相伴、锂想成真、钾庭幸福、

煤有烦恼、钨忧无虑、铅途无量！

请笑纳！

第八单元 金属和金属材料单元复习

一、复习目标：

1.了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。

2.掌握金属的化学性质以及金属活动性顺序表的应用。

（重点难点）

3.知道一些常见金属（铁、铝等）矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

4.能根据化学方程式进行有关含杂的实际问题的计算。

（重点难点）

5.知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。

【温故知新】

知识点一：

金属材料（包括     和      ）

⑴常温下一般为    （汞为液态），有金属光泽。

1.金属的物理性质 ⑵大多数呈     （铜为紫红色，金为黄色）

⑶有良好的     、       、

2.金属之最

（1）     ：

硬度最高的金属    

（2）      ：

熔点最高的金属

（3）     ：

熔点最低的金属    （4）     ：

密度最大的金属

（5）     ：

密度最小的金属    （6）       ：

人体中含量最多的金属元素

（7）     ：

地壳中含量最多的金属元素

（8）     ：

目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）

（9）     ：

导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）

物理性质 化学性质

铝 银白色，有金属共性 在空气中形成　　　　　保护膜

铜  干燥空气中不活泼，潮湿时与　  、　   、　   等共同作用生锈。

铜锈的主要成分

铁  在潮湿的空气中易与　　　、　　　等共同作用生锈。

铁锈的主要成分

3.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      ，硬度比各成分      ，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

■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”，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

知识点二：

金属的化学性质

化学性质 实例 现象

与O2反应 1、Mg+O2—

2、Fe+O2—

3、Cu+O2—

4、Al+O2—     　　　 1、发出耀眼白光，生成     色粉末

2、       四射，生成　 　色固体

3、生成　　色固体

4、缓慢氧化

金属+酸→盐+H2↑ Zn+H2SO4—

Fe＋H2SO4—

Al+H2SO4—                     　Zn+ HCl—

Fe＋HCl—

Al+ HCl—

金属+盐→另一金属+另一盐（“前换后，盐可溶”） 　Fe+CuSO4—

现象：

Cu+ AgNO3—

现象：

【归纳小结】已学的化学反应基本类型，有以下三类：

⑴化合反应       A+B==AB   化学方程式：

                                   ，

⑵               AB==A+B   化学方程式：

                                  ，

⑶               A+BC==AC+B化学方程式：

                                  。

知识点三：

金属活动性顺序表及其应用

1.内容：

KCa

2.应用:

在金属活动性顺序里：

⑴金属的位置越靠前，它的活动性就越

⑵位于      前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的        （不可用浓硫酸、硝酸）

⑶位于       的金属能把位于       的金属从它们的        中置换出来。

（除K、Ca、Na）

知识点四：

金属资源的利用和保护

1.铁的冶炼

⑴原理：

在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的    把铁从铁矿石里    出来。

⑵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      ）、赤铁矿（主要成分是      ）

●含杂质的化学反应的计算：

纯净物与含杂质物质的换算关系：

含杂质物质的质量                   纯净物质的质量

物质纯度=             ×100%=1-杂质的质量分数

例：

某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁。

若要炼出1120t含铁95%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？

（见上）

2.铁的锈蚀

⑴铁生锈的条件是：

铁与       、       接触（铁锈的主要成分：

Fe2O3·XH2O）

（铜生铜绿的条件：

铜与       、         、        接触。

铜绿：

Cu2（OH）2CO3）

⑵防止铁制品生锈的措施：

①保持铁制品表面的       、

②表面涂         ：

如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等

③改变内部结构：

如制成合金。

⑶铁锈很           ，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。

⑷铝与氧气反应生成        的          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     ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属

保护金属资源的途径：

      ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用

二、知识网络

三、自我测评

1.市场上有人用铝代替纯银制作戒指，下列方法不能将其鉴别出来的是（    ）

A、利用水、天平和量筒测密度          B、浸入稀盐酸中观察有无气泡产生

C、浸入硫酸铜溶液中观察是否变色 D、浸入氯化钙溶液中观察是否产生白色沉淀

2.生活处处皆化学。

请根据你所学的化学知识，判断下列做法中不正确的是（  ）

A、用一氧化碳作气体燃料                       B、铁制品电焊前用稀硫酸除铁锈。

C、在不锈钢桶内配置农药波尔多液（含有硫酸铜溶液） D、冰箱里放置活性炭除异味。

3.将铁片分别放入下列溶液中完全反应后溶液的质量会变轻的是 （　）

A．稀硫酸       B．稀盐酸 C．硫酸铜溶液   D．硫酸亚铁溶液

4.下列各组物质中前者是化合物，后者是混合物的是（    ）

A．稀盐酸氧化铁 B．铁钢  C．石灰石大理石 D．生石灰水泥

5.下列物质，能通过金属和酸直接反应得到的是（     ）

A、FeCl3          B、CuCl2        C、FeCl2        D、AgCl

6.下图是同学们经常使用的铅笔，在组成铅笔的各种材料中：

（1）（每空填一种即可，填序号）能导电的是______，含有单质的是_____，含有机物的是_____，燃烧时产物中有二氧化碳的是_____。

（2）该铅笔中④的主要成分是金属铝，将一小片该金属放入稀盐酸中，观察到的现象是________________，反应的化学方程式是_________________________________。

7.化学是分子、原子层面上认识和创造物质的一门科学，是人类在实践活动中产生的，是人类文化的一部分，与人文知识有密切联系。

例如，我国一些成语中就蕴含着化学知识和原理。

请从化学视角对题中的成语进行解释或辨析。

A题：

“杯水车薪”和“釜底抽薪”

成语词典的解释：

杯水车薪——用一杯水去扑灭一车柴火，比喻无济于事。

釜底抽薪——抽去锅底下的柴火，比喻从根本上解决问题。

杯水车薪：

______________________________________________________________

釜底抽薪：

______________________________________________________________

B题：

“沙里淘金”和“点石成金”

成语词典的解释：

沙里淘金——从沙石中筛选黄金，比喻从大量材料中选取精华，也比喻费力大而成效低。

点石成金——石头经“点化”变成了金子，比喻把不好的或平凡的事物改变成很好的事物。

沙里淘金：

__________________________________________________________________。

点石成金：

__________________________________________________________________。

8.某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如下：

焦炭

（1）请在方框内填入相应物质的化学式。

（2）写出步骤①②③的化学方程式：

①

②                                     ③

（3）从高炉上排出的废气叫高炉废气，请推测高炉废气的主要成份为             。

9.青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。

（1）图中标示的物质属于金属材料的有________（填序号）。

（2）灯管后面的反光片为铝箔。

铝块能制成铝箔是利用了

铝的_______性。

（3）铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。

铝制品耐腐

蚀的原因是  ___________。

（4）若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打

磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是_____。

10.右图标出的是有关灯泡组成的物质，请根据右图回答下列问题.

⑴所标物质中属于金属材料的是             属于非金属单质

的是           （各写一种即可）

⑵物质的性质决定其用途，请你就图中标出的物质举一例

说明：

⑶比较锡和铜的活动性强弱可采用                  的方法。

11.有位同学设计了下列实验（装置及药品如图所示），回答:

⑴玻璃管中观察到的现象是                 ，发生反应

的化学方程式为_________________________。

⑵在C处看到的现象是                   ，发生反应的化学

方程式为_____________________________。

⑶本实验设计中，在B处所采取措施的目的是                ，其优点是              。

12.还原性铁粉在潮湿的空气中容易生锈。

现有m1g生锈的铁粉样品，某兴趣小组同学按下图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数（铁锈按氧化铁处理）。

⑴装置A中反应的化学方程式是_____。

⑵某同学欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数。

B中的最佳试剂是_____（填序号），实验时B中反应的化学方程式是_____。

①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸④水

⑶上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：

①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；

③____________________。

⑷完全反应后，甲同学称得铁粉的质量为m2g，同时测得装置B增重m3g，则铁粉样品中氧化铁的质量分数为_____。

13.请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：

发现问题：

小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，好象生了“锈”一般。

提出问题：

这三种物质“生锈”的原因是什么？

收集证据：

⑴回忆已有知识：

铁生锈的条件是____________________。

⑵查阅有关资料:

“铜锈”主要成分是Cu2（OH）2CO3（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。

⑶实验探究：

将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：

（提示：

NaOH溶液可用来吸收CO2）

装

置

现

象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重

由实验可知，铜生锈是铜与水、______、______等物质共同作用的结果。

得出结论：

三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与______（填物质名称）有关。

⑷反思与应用：

利用所得结论进行填空：

①写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法________________________；

②请你提出一条延长食品保质期的建议__________________________________。

14.实验室有以下试剂：

Zn、Cu、Fe、ZnSO4溶液、FeSO4溶液、CuSO4溶液。

选择合适的试剂设计实验，证明Zn、Cu、Fe的活动性顺序，你能用几种方法？

你选用的试剂是什么？

15.把相同体积、相同质量分数的足量稀盐酸，分别滴加到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼的金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如下图所示。

这三种金属的活动性顺序为            ；假如X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为

【结论】

①等质量的不同种金属与足量相同的酸完全反应时，根据反应所用的时间，可以确定金属的活动性强弱，所用的时间越少，说明金属的活动性越强

②根据生成H2质量的多少，可以确定化合价相同的不同种金属相对原子质量的大小，生成的H2越多，则金属的相对原子质量越小。

16.小可同学为测定某铁合金的含铁量，做了如下实验，称取11.4克样品，放入质量为50.0克的烧杯中，再往烧杯中加入100.0克的稀盐酸（杂质不与酸反应、不溶于水）并对烧杯进行了四次称量，记录数据如下：

反应时间 t1 t2 t3 t4

烧杯总质量/克 161.4 161.2 161.0