中考复习 浙教版科学九年级上册 第2章 物质转化与材料利用 知识点

第1节   金属材料（一）金属与非金属金属与非金属的区别比较内容金属非金属组成元素金属元素非金属元素表面光泽大多有明显的光泽大多没有光泽颜色大多为银白色或灰色颜色差异较大延展性有良好的延展性不具延展性硬度一般较大一般较小，但差异较大（如金刚石）导电性良好大多较差（石墨较好）导热性良好大多为热的不良导体（石墨较好）密度大多密度较大大多密度较小 金属的用途物质的性质决定物质的用途，物质的用途反应物质的性质  （二）常见金属材料合金1)         定义：把一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物2)         性能a)         合金的硬度一般大于组成它们的金属b)        合金的强度一般高于组成它们的金属（韧性好、耐拉伸、耐弯曲、耐压打）c)         合金的熔点一般低于组成它们的金属d)        合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属 钢1)         组成：由碳和铁等元素形成的合金2)         性能：质地坚硬，有弹性和延展性，机械性能好3)         用途：制作汽车车身、刀具等  （三）金属的污染和回收利用金属的污染1)         金属一般不会自行分解，会影响土质2)         金属的氧化和锈蚀也会污染环境，危害生态环境3)         像铅、镉等有毒的金属被腐蚀之后会溶于水形成金属离子，污染土壤和地下水源 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等认为因素所致 金属的回收利用1)         普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡等2)         回收旧金属的意义：节约资源和能源；减少环境污染    第2节   金属的化学性质(一)      金属与氧气的反应金属空气氧气反应方程式镁在空气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体 2Mg + O2 =点燃= 2MgO铁在空气中不燃烧，只缓慢氧化在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体空气：4Fe + 3O2 == 2Fe2O3氧气：3Fe + 2O2 =点燃= Fe3O4铝铝与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化 4Al + 3O2 =(点燃)= 2Al2O3铜在常温条件下，铜在干燥的空气中化学性质稳定，几乎不与氧气反应在加热条件下，铜能够与氧气反应，表面变黑Cu + O2 =△= CuO金即使在高温条件下，也不与氧气反应金属铁在潮湿的空气中会被氧气所氧化而生锈（铁锈的主要成分是Fe2O3）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，从而阻止铝进一步被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能  (二)      金属与盐酸、稀硫酸的反应金属与盐酸、稀硫酸的反应      现象化学方程式现象化学方程式镁剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色Mg + 2HCl == MgCl2 + H2↑剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑锌反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑铁有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑铜无现象不反应无现象不反应单质铁与稀盐酸、稀硫酸发生反应时，生成的是亚铁盐，且亚铁盐溶液都为浅绿色硝酸和浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成H2，而生成水2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O      
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O        
Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O  置换反应定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和化合物的反应。置换反应是化学基本反应类型之一特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物通式：A + BC → B + AC四种基本反应类型项目特点举例简单表示化合反应多变一C + O2 =点燃= CO2A + B +… → C分解反应一变多2H2O2 =MnO2= 2H2O + O2↑A → B + C +…复分解反应二换二NaCl + AgNO3 == NaNO3 + AgCl↓AB + CD → AD + CB置换反应一换一Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑A + BC → B + AC  (三)      金属的活动性顺序金属活动性顺序金属活动性顺序在实际应用中的意义可判断金属的化学活动性在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强可判断金属能否与酸发生置换反应而产生氢气在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换酸里的氢可判断金属能否跟盐溶液发生置换反应在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的可溶性盐溶液里置换出来（前金置后金，除了K、Ca、Na）。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序表中的位置，即可判断金属单质能否跟盐溶液反应说明：1)         判断金属与某种金属化合物溶液能否发生置换反应，一要看金属是否排在化合物中的金属的前面，二要看该化合物是否溶于水，如Fe与AgCl不能发生置换反应，因为AgCl不溶于水2)         用金属跟金属化合物溶液发生置换反应时，一般不用很活泼的K、Ca、Na等，因为这些金属常温下和水发生反应，不能置换出金属化合物溶液里的金属 湿法炼铜原理：先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来主要化学方程式：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu  (四)      防止金属腐蚀的常用方法金属锈蚀的条件与周围环境里水、空气等物质同时作用与金属内部的结构有关 金属防锈蚀的常用方法保持金属制品洁净和干燥经常给金属制品抹油在金属制品表面覆盖保护膜在金属表面镀上不易锈蚀的金属改变金属的内部结构，制成合金    第3节   有机物和有机合成材料(一)      简单的有机物有机物：一类含碳化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外），大多含有C、H、O、N等元素 甲烷（CH4）——最简单的有机物结构：分子由1个碳原子和4个氢原子构成化学性质：可燃性1)         点燃——纯净的甲烷在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰2)         在火焰上方罩一个烧杯——烧杯内壁有水珠生成，加入的澄清石灰水变浑浊3)         化学方程式——CH4 + 2O2 =点燃= CO2 + 2H2O注：由于甲烷气体与空气混合点燃时，易发生爆炸，故甲烷点燃前要验纯（在试管中收集气体，置于点燃的酒精灯前，若听到尖锐的爆鸣声，则气体不纯；若听到轻微的“噗噗”声或者气体安静的燃烧，则气体纯净）丁烷（C4H10）打火机内液体、家用液化气的主要成分均为丁烷原理：气态的丁烷经压缩后变成液态，灌装在容器中贮存，使用时经减压，使液态丁烷汽化成气体化学方程式：2C4H10 + 13O2 =点燃= 8CO2 + 10H2O 乙炔（C2H2）乙炔在氧气中燃烧可产生3000℃以上的高温，生产中可利用氧炔焰焊接和切割金属化学方程式：2C2H2 + 5O2 =点燃= 4CO2 + 2H2O  (二)      生物体中的有机物人体内最基本的有机物糖类——生命活动能量的主要来源食物中含有糖类物质，如淀粉、蔗糖、麦芽糖等，这些糖类在人体内降解后生成葡萄糖蛋白质——构成生命体的基本物质细胞生长及修补组织的主要原料。蛋白质由C、H、O、N等元素组成脂肪——是生物体内贮藏能量的物质由C、H、O三种元素组成 自然界物质循环的基本途径自然界中各种无机物通过被植物吸收，经过光合作用，从自然界进入生物圈，变成有机物；各种有机物再通过生物之间的食物关系进行转移；生物体通过呼吸作用将有机物转化为无机物，生物的排泄和尸体通过微生物的分解使有机物变成无机物回到自然环境中去  (三)      有机合成材料主要成分：用人工合成的方法制得的高分子化合物三大合成材料合成塑料1)         塑料具有可塑性，可形成各种形状的制品2)         塑料制品一般具有良好的性能，容易加工，轻便实用，有的还有特殊的功能合成纤维1)         以石油化工产品等为主要原料人工合成制得的2)         不同品种的合成纤维具有各自独特的性能（浙教版九上科学书p52）合成橡胶1)         合成橡胶是以煤、石油、天然气为主要原料人工合成的高弹性聚合物2)         合成橡胶具有高弹性、耐高温或低温、绝缘性、气密性、耐油等性能有机合成材料与污染环境白色污染1)         定义：主要指塑料废弃物给环境带来的污染2)         解决方法：减少使用不必要的塑料制品；重复使用某些塑料制品；使用一些新型的、可降解的塑料；回收各种废弃塑料    第4节   物质的分类(一)      氧化物定义：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物称为氧化物，如Fe3O4、P2O5、CO2等注：含氧元素的化合物不一定是氧化物，如高锰酸钾（KMnO4），它是由三种元素组成的，所以不属于氧化物分类：根据氧化物的组成，除去氧元素，另一种元素是金属元素的化合物称为金属氧化物，另一种元素是非金属元素的化合物称为非金属氧化物         金属氧化物，如Na2O、Fe2O3、CuO、MgO等氧化物         非金属氧化物，如H2O、SO2、CO、CO2 有机物和无机物的比较项目无机物有机物含义一般为不含碳元素的化合物含碳元素的化合物（二氧化碳、一氧化碳、碳酸及其盐等除外）种类种类较少，结构相对简单种类繁多，数千万种，结构复杂性质一般较易溶于水，不易燃烧一般不易溶于水，易燃烧，熔点低，受热易分解，不易导电举例H2O、CuO、CaCO3、NaClCH4、糖类、蛋白质、油脂  (二)      常见物质的分类        第5节   物质的转化(一)      非金属及其化合物之间的转化【活动】非金属转化为非金属氧化物（硫磺的燃烧实验）实验步骤实验现象反应的化学方程式取一药匙硫磺，观察其外观硫磺是淡黄色粉末 将硫磺放到燃烧匙中，在酒精灯上点燃硫磺，观察现象硫磺燃烧，发出淡蓝色火焰放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体S + O2 =点燃= SO2把燃烧着的硫磺放进盛有氧气的集气瓶内，观察现象燃烧更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，生成无色、有刺激性气味的气体S + O2 =点燃= SO2注意：二氧化硫是一种有毒、有刺激性气味的气体，不要直接排放到空气中。该实验最好在通风橱中进行【活动】非金属氧化物可以转化生成酸（CO2与碳酸的转化实验）实验步骤实验现象原因分析反应的化学方程式取2杯蒸馏水，向其中1杯蒸馏水中吹气或通入CO2，然后分别向2只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液吹气或通入二氧化碳的烧杯中，滴入紫色石蕊试液后，溶液变红；另一烧杯无变化吹气或通入二氧化碳的烧杯中，生成了碳酸CO2 + H2O == H2CO3从2只烧杯中分别取少量液体放入小烧杯中，加热，观察现象变红的溶液又变成了原来的紫色，另一小烧杯无明显变化碳酸不稳定，受热分解生成了二氧化碳和水H2CO3 =△= CO2 ↑+ H2O  (二)      金属及其化合物之间的转化【活动】金属与非金属转化成化合物（铁粉和硫磺反应的实验）实验步骤及实验现象实验步骤实验现象反应的化学方程式取少量铁粉放在白纸上，再取少量硫磺与铁粉混合，用磁铁接近混合物，观察现象铁粉被磁铁吸引 把混合物放进试管内，用酒精灯加热，观察现象铁粉与硫磺反应发光，生成黑色固体，同时放出大量的热Fe + S =△= FeS将生成物倒在白纸上，观察外观，再用磁铁靠近生成物，观察磁铁能否吸引生成物生成物呈黑色块状，不能被磁铁吸引 实验解释：反应前是单质铁，可以被磁铁吸引，反应后生成物不再是铁，而是铁的化合物，所以不能被磁铁吸引。充分说明金属单质铁转化成了相应的化合物【活动】某些金属氧化物可以与水反应生成碱实验步骤实验现象反应的化学方程式在蒸发皿中放1小块生石灰，加少量水，搅拌，观察现象生石灰与水反应放出大量的热CaO + H2O == Ca(OH)2向反应后的蒸发皿中滴加几滴无色酚酞试液，观察现象无色酚酞试液变红   (三)      金属的冶炼金属的存在形态：少数以游离态（即单质）形式存在，大多数金属以化合态的形式存在 金属冶炼的实质：把金属从化合态变成游离态 金属冶炼方法让碳（一氧化碳、氢气）与金属氧化物在高温下反应，能夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质 铜的冶炼碳、一氧化碳还原氧化铜C + 2CuO =高温= 2Cu + CO2↑CO + CuO =△= Cu + CO2氢气还原氧化铜1)         反应方程式：H2+CuO=△=Cu+H2O2)         注意事项：a)         试管应略向下倾斜，且试管口不能塞胶塞。向下倾斜的目的是避免反应生成的水倒流而炸裂试管b)        氧化铜要铺在试管底部，目的是为了增大反应物的接触面积，加快反应速率c)         通氢气的导管应插到试管底部，一是为了让CuO与H2充分反应，二是可以把试管底部空气赶净，加热后不致发生危险d)        实验前，先通氢气，后点燃酒精灯加热，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸；实验后，先熄灭酒精灯，待试管冷却后，停止通入氢气，防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜 一氧化碳还原氧化铁实验原理Fe2O3 + 3CO =高温= 2Fe + 3CO2实验现象：红色粉末逐渐变为黑色；生成的气体能使澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧并产生淡蓝色火焰涉及的化学方程式左侧酒精喷灯处（A）：Fe2O3 + 3CO =高温= 2Fe + 3CO2试管中（B）：CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓ + H2O右侧酒精灯处：2CO + O2 =点燃= 2CO2注意事项1)         先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能发生爆炸2)         实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的：防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化3)         尾气的处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO 气体要经过点燃处理或手机备用，防止污染空气  (四)      氧化还原反应概念：一种物质被氧化同时另一种物质被还原的反应氧化反应：物质得到氧的反应，如氢气得到氧的反应还原反应：物质失去氧的反应，如氧化铜失去氧的反应氧化剂：失去氧的物质，如氧化铜还原剂：得到氧的物质，如H2【口诀】氧化剂被还原，发生还原反应，具有氧化性还原剂被氧化，发生氧化反应，具有还原性  (五)      含杂质化学反应的计算纯净物与含杂质物质的换算关系 含杂质物质的化学方程式的计算步骤将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量将纯净物质量代入化学方程式进行计算将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质质量               (六)      化合物之间的相互转化    第6节   材料的利用与发展材料与人类社会发展石头（石斧、石刀、箭头、刮器）→骨针→陶器→青铜器→铁犁→现代新型材料  新型材料概念：新出现或正在发展中，具有优异特性和功能并能满足技术进步所需要的材料常见的新型材料光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材料、超导材料等  材料制造与环境保护“绿色化学”的主要特点充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废弃物向环境中的排放提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品 探究以铜为原料制取硫酸铜方法方法一：铜与浓硫酸加热制取硫酸铜方法二：铜与氧气加热生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜原理（化学反应方程式）方法一：Cu + 2H2SO4(浓) =△= CuSO4 + 2H2O + SO2↑方法二：2Cu + O2 =△= 2CuOCuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O方法二的优点不产生有害气体SO2，不污染空气节省药品，制取相同质量的硫酸铜需要的硫酸少