第6章 金屬資源綜合利用【知識清單】-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)上冊單元速記·巧練（滬教版2024）

第第頁第6章金屬資源綜合利用0101思維導(dǎo)圖0202考點速記第1節(jié)金屬礦物及鐵的冶煉（一）常見的金屬礦物1．金屬資源的存在形式金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余的都以化合物的形式存在。2．常見的金屬礦物礦物赤鐵礦褐鐵礦黃鐵礦孔雀石鋁土礦主要成分Fe2O3Fe2O3·xH2OFeS2Cu2(OH)2CO3Al(OH)3（二）鐵冶煉的化學(xué)原理1．實驗室煉鐵——一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的實驗裝置圖實驗現(xiàn)象紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。實驗注意事項(1)先通入一氧化碳，排盡裝置內(nèi)的空氣，然后再點燃酒精噴燈，防止一氧化碳與空氣混合加熱時發(fā)生爆炸。(2)實驗完畢后要先撤酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳，直到玻璃管冷卻，防止高溫的鐵與空氣接觸，被再次氧化；同時可防止液體倒吸，炸裂試管。(3)尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，可以用收集或點燃的方法處理，以防污染大氣。2．工業(yè)煉鐵原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等原理將鐵礦石、焦炭、石灰石按一定比例加入高爐中，從高爐下方通入熱空氣，焦炭燃燒，生成的CO2與焦炭在高溫下反應(yīng)生成CO，CO跟Fe2O3在高溫下反應(yīng)生成Fe設(shè)備高爐主要反應(yīng)產(chǎn)品生鐵：（1）含碳量2%~4.3%的鐵合金（2）特點：硬而脆，不利于加工實驗室模擬煉鐵和工業(yè)煉鐵比較3．金屬的冶煉【拓展視野】（1）金屬的氧化：把金屬跟氧結(jié)合生成金屬氧化物的過程。（2）金屬氧化物的還原：金屬氧化物跟焦炭、氫氣或一氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)，失去氧轉(zhuǎn)化為金屬的過程。（3）鈉、鎂、鋁等金屬很難從其礦物中提取出來，需要用電解的方法。如：。第2節(jié)金屬的性質(zhì)和應(yīng)用（一）金屬的物理性質(zhì)金屬具有的物理性質(zhì)金屬的應(yīng)用共性導(dǎo)電性制作導(dǎo)線導(dǎo)熱性制作炊具延展性沖壓成各種形狀有金屬光澤制作各種裝飾品特性顏色：大多數(shù)金屬呈

銀白

色，銅呈

紫紅

色，金呈

黃

色，鐵粉呈

黑

色。狀態(tài)：常溫下，大多數(shù)金屬為固體，而

汞

為液體（二）常見金屬的化學(xué)性質(zhì)1．金屬與氧氣的反應(yīng)（1）實驗探究金屬與氧氣的反應(yīng)實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式鎂條在空氣中點燃劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體，伴有白煙2Mg+O鋁片（或鋁絲）在空氣中加熱鋁片受熱后熔化但不滴落，表面變暗4Al+3O鐵片（鐵絲）在氧氣中點燃劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體3Fe+2銅片（或銅絲）在空氣中加熱表面由紫紅色變?yōu)楹谏?Cu+（2）金屬與氧氣的反應(yīng)很多金屬都能與氧氣化合生成金屬氧化物，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。①鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)。在常溫下，鋁與氧氣反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化膜(Al2O②銅在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在加熱時能與氧氣反應(yīng)：2Cu+O③金、鉑等即使在高溫下也不與氧氣反應(yīng)。2.金屬與酸的反應(yīng)（1）實驗內(nèi)容（2）實驗記錄金屬實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式鋅反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡Zn+HZn+2HCl

鐵反應(yīng)緩慢，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe+HFe+2HCl

銅無明顯現(xiàn)象（3）實驗結(jié)論鋅和鐵都能與稀硫酸（或稀鹽酸）反應(yīng)，生成氫氣和相應(yīng)的化合物；銅不與稀硫酸（或稀鹽酸）反應(yīng)。3．置換反應(yīng)（1）概念：一種單質(zhì)與一種化合物作用，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)，稱為置換反應(yīng)。（2）通式：A+BC→AC+B。（3）實驗室制取氫氣①反應(yīng)藥品：鋅粒與稀硫酸(或稀鹽酸)。②反應(yīng)原理：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(或Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑)。③實驗裝置：實驗室制H2發(fā)生裝置收集裝置裝置選擇理由反應(yīng)物為固體和液體，反應(yīng)條件為常溫氫氣密度比空氣小，難溶于水④使用氫氣前要驗純，防止發(fā)生爆炸。驗純的方法是收集一試管氣體，用拇指堵住管口，移近火焰，松開拇指，如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，如果聽到輕微的“噗”聲，表明氫氣已純凈。（5）金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式鐵絲表面覆蓋一層紅色物質(zhì)，溶液由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe+CuSO我國是濕法冶金的先驅(qū)。早在西漢時期，古籍《淮南萬畢術(shù)》中就有記載：“曾青得鐵則化為銅?！保ㄈ┖辖鸺捌鋺?yīng)用1．合金概念合金是指一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。金屬材料包括純金屬和合金。合金的特點合金有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能。合金的硬度一般比各成分金屬大；多數(shù)合金的熔點低于組成它的成分金屬。合金之最人類歷史上使用最早的合金是青銅(銅、錫合金)，目前最常見、使用最廣泛的合金是鐵合金。合金的性能2．鐵的兩種合金——生鐵和鋼區(qū)別含碳量其他元素機械性能機械加工本質(zhì)差異生鐵2%~4.3%Si、Mn、S、P(少量)硬而脆，無韌性可鑄造，不能鍛軋含碳量不同鋼0.03%~2%Si、Mn等硬度大、韌性好，有良好的延性和展性可鑄、可鍛、可延壓含碳量不同3．一些常見合金的特性和用途名稱主要組成元素特性用途黃銅銅、鋅堅硬、耐腐蝕制造機器零件、電器零件等青銅銅、錫耐腐蝕、易鑄造成型制造形狀復(fù)雜的鑄件、精致的工藝品、塑像等硬鋁鋁、銅、鎂、錳質(zhì)輕而堅硬制造飛機、汽車，作建筑材料等焊錫錫、鉛熔點低、能粘接金屬焊接電子元件、金屬片等不銹鋼（含鉻10.5%上的鐵合金）鐵、鉻、鎳耐腐蝕制造醫(yī)療器械、化工設(shè)備、日用品等碳素鋼鐵、碳堅硬作建筑材料，制造機器零件、鐵軌、船舶、橋梁等武德合金鉍、鉛、錫、鎘熔點低制造電路保險絲、自動滅火和防爆安全裝置等（四）我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展時間我國鋼鐵工業(yè)的狀況或成就1949年鋼年產(chǎn)量僅15.8萬噸，位居世界第26位1996年鋼年產(chǎn)量首次突破1億噸，躍居世界第一1997年～2021年連續(xù)保持世界第一2022年粗鋼產(chǎn)量達10.2億噸，占世界鋼產(chǎn)量的一半多第3節(jié)金屬防護和廢棄金屬回收（一）鋼鐵的銹蝕及防護1．【觀察思考】實驗裝置實驗現(xiàn)象鐵絲網(wǎng)表面有少量的紅棕色物質(zhì)出現(xiàn)；燒杯中滴有紅墨水的水沿導(dǎo)管上升一段距離，形成一段紅色水柱。現(xiàn)象解釋紅棕色物質(zhì)是鐵銹，鐵生銹消耗了氧氣，使錐形瓶內(nèi)的氣壓減小，燒杯內(nèi)滴有紅墨水的水被倒吸入導(dǎo)管中。2．鋼鐵銹蝕條件的探究實驗裝置實驗現(xiàn)象立即觀察無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象有無色氣泡產(chǎn)生無明顯現(xiàn)象實驗現(xiàn)象1天后無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象鐵釘表面開始生銹鐵釘表面開始生銹3天后無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象鐵釘表面的鐵銹增多鐵釘表面的鐵銹增多7天后無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象鐵釘表面開始生銹鐵釘表面出現(xiàn)大量鐵銹鐵釘表面出現(xiàn)大量鐵銹實驗分析①③對比說明鐵銹蝕需要水，②③對比說明鐵銹蝕需要氧氣，③④對比說明酸能加快鐵的銹蝕，③⑤對比說明氯化鈉溶液能加快鐵的銹蝕實驗結(jié)論鐵銹蝕的條件是鐵與水和氧氣等同時接觸，稀硫酸、醋酸溶液和氯化鈉溶液等物質(zhì)存在時會加速鐵的銹蝕3.鋼鐵的銹蝕過程（1）鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質(zhì)作用（水和氧氣必須同時存在，鐵才會生銹），發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。稀硫酸、醋酸溶液和氯化鈉溶液等物質(zhì)存在時會加速鐵的銹蝕。（2）鐵銹是一種混合物，成分復(fù)雜，主要成分是氧化鐵(Fe2O3)4．防止鋼鐵生銹的方法(1)保持鐵制品表面的清潔和干燥。如將用過的菜刀洗凈、擦干后放在干燥的地方。(2)在鐵制品表面涂一層保護膜。如，涂油——剪刀刀口涂油；刷漆——汽車表面的噴漆處理；搪瓷——鐵盆表面的燒涂搪瓷；表面鍍其他的金屬——鐵表面鍍鋅制成白鐵皮；表面形成致密的氧化膜——鋸條表面的烤藍處理。(3)改變金屬內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)。如在煉鋼過程中加入一定量的鉻和鎳，制成不銹鋼等。5.鋁的“自我保護”（1）鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，比鐵更容易與氧氣和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）實際上鋁制品一般不需要采取防銹措施，因為鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，生成一層致密而結(jié)實的氧化鋁膜覆蓋在鋁的表面，防止內(nèi)部的鋁繼續(xù)與氧氣反應(yīng)，從而起到“自我保護”的作用。（二）廢棄金屬的回收利用廢金屬的概述主要指冶金工業(yè)、金屬加工業(yè)產(chǎn)生的金屬碎屑和碎塊，以及日常生活中銹蝕和報廢的金屬器具等廢金屬的危害①造成資源浪費；②污染環(huán)境回收利用廢金屬的意義①節(jié)約鐵礦石等資源；②節(jié)約能源；③減少環(huán)境污染0303素養(yǎng)提升易錯點辨析(一)關(guān)于工業(yè)煉鐵1．石灰石的主要作用：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣而除去。2．焦炭的作用：產(chǎn)生還原劑，產(chǎn)生熱量，提高爐溫3．工業(yè)煉鐵煉出的不是純鐵，而是生鐵；實驗室煉出的為純鐵。4．書寫工業(yè)煉鐵中反應(yīng)的化學(xué)方程式時注意：(1)還原劑是CO；(2)反應(yīng)條件是高溫；(3)配平，CO前面的化學(xué)計量數(shù)等于“金屬氧化物分子”中的氧原子個數(shù)；(4)生成的CO2右邊不能標(biāo)“↑”。5．使用一氧化碳作還原劑的優(yōu)點有：反應(yīng)物為氣體，能與鐵礦石充分接觸，可加快反應(yīng)速率；另外生成的二氧化碳又能與碳反應(yīng)生成一氧化碳，可循環(huán)使用，節(jié)約成本，還可防止二氧化碳造成溫室效應(yīng)。(二)決定和影響金屬用途的因素（三）關(guān)于金屬的顏色金屬的顏色除了與金屬種類有關(guān)外，還與它的狀態(tài)有關(guān)，如鐵片、鐵塊為銀白色，鐵粉為黑色。（四）關(guān)于金屬與氧氣的反應(yīng)，要注意1.不是所有的金屬都能與氧氣反應(yīng)，要分清一般規(guī)律與特殊情況。2.反應(yīng)的條件與現(xiàn)象因金屬種類而異。3.鋁耐腐蝕，不是因為它不能與氧氣反應(yīng)，而是與氧氣反應(yīng)在表面形成一層致密的氧化膜。（五）關(guān)于金屬與酸反應(yīng)1.有的金屬不能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，如Cu。不同金屬與相同濃度的同種酸反應(yīng)時，反應(yīng)的劇烈程度不同，如鎂反應(yīng)劇烈，鐵反應(yīng)緩慢，這與金屬活動性強弱有關(guān)。2.在做金屬與酸的反應(yīng)前，要先用砂紙打磨金屬，以除去表面的氧化膜和污物。3.實驗室制氫氣，最好選擇鋅和稀硫酸。因為鋅粒與酸反應(yīng)的速率適中，便于收集氣體，而鎂的反應(yīng)速率過快，鐵的反應(yīng)速率較慢。

（六）對合金的理解1.合金中至少含有一種金屬元素，同時也可能含有非金屬元素。有些物質(zhì)雖然含有金屬元素，但不具有金屬的性質(zhì)，不屬于合金，如Fe3O42.合金具有金屬的共性，如金屬光澤，優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等。3.形成合金的過程是物理變化，合金中各成分保持各自原有的化學(xué)性質(zhì)。4．物質(zhì)的組成不同，導(dǎo)致物質(zhì)的性質(zhì)不同。如生鐵和鋼，因含碳量不同，導(dǎo)致它們的性能不同；純金屬與合金的組成不同，所以金屬與合金的性質(zhì)不同。物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，如熔點低的焊錫可用來焊接金屬，抗腐蝕性強的不銹鋼可用于制醫(yī)療器械等。（七）關(guān)于鋼鐵生銹1.鐵生銹是緩慢氧化，反應(yīng)過程中會放出熱量，人們利用這一點在生活中用來取暖等；另外，鐵生銹時消耗氧氣和水，人們常用鐵粉作食品保鮮劑。2.鐵制品表面的鐵銹應(yīng)及時清除，而鋁“生銹”時表面形成的致密的氧化膜可以隔絕空氣，可防止金屬腐蝕，不能除去。3.鐵在食鹽水中生銹的速率會加快，因此切過咸菜的菜刀若沒有及時清洗，過一晚上就會生銹。4.鐵除了在潮濕的空氣中生銹腐蝕，在酸溶液、食鹽溶液中也會因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕。5.該實驗中要用煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，目的是除去水中的氧氣。方法提煉（一）冶煉金屬時，選擇礦物應(yīng)遵循的原則1.所需提煉金屬的含量高。2.冶煉過程中對環(huán)境污染小。3.冶煉途徑盡可能簡便。（二）判斷金屬的活動性強弱的方法①通過金屬與O2反應(yīng)的難易程度進行判斷：一般情況下，越容易與O2反應(yīng)的金屬，其金屬活動性越強。②通過金屬能否與稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)以及與酸反應(yīng)的劇烈程度進行判斷：越活潑的金屬與酸反應(yīng)越劇烈。③通過金屬與另一種金屬的化合物溶液的反應(yīng)情況進行判斷：若某種金屬能把另一種金屬從其化合物溶液中置換出來，則該金屬的活動性比另一種金屬強。（三）常見金屬特殊物理性質(zhì)黃金紅銅純鐵白，鐵粉鉻錳顏色黑；熔點最低水銀汞，唯此金屬呈液態(tài)。（四）金屬在日常生