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课题1  金属材料

金属材料包罗纯金属以及它们的合金。

一、几种重要的金属

中国历史上最早使用的金属是铜(商朝时已有青铜器)。别的，铁在春秋战国时期已被发现和使用，铝在100多年前开始使用。它们都是重要的金属。

  a金属的物理性质

    常温下大多数金属是固体(汞是液体)，有金属光泽，大多数金属有优良的导电性和导热性。大多数金属的硬度较大，熔点较高，有良好的延展性。

⑴ 颜色：金属的颜色大多为银白色，铜为紫红色，金为黄色。

⑵ 导电性：(以银的导电性为100作标准)

⑶ 密度：(单位：g · cm-3)

⑷ 熔点：(单位：℃)

⑸ 硬度：(以金刚石的硬度为10作为标准)

    总结：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美不雅观、使用是否便当，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。

二、合金

合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属，形成具有金属特性的物质。合金是使用最多的金属材料，是一种混合物。

合金的强度、硬度一般比组成它们的纯金属好，抗腐蚀性能强，熔点较低。

钛和钛合金被称为“21世纪的金属”、“未来的钢铁”。钛和钛合金的熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好。

铁的合金包罗生铁和钢。生铁含碳2%~4.3%，钢含碳0.03%~2%。钢和生铁的主要成分都是碳。将钢和生铁放入足量的稀盐酸中，金属不完全溶解，剩余的固体是碳。

生铁的硬度和韧性都小于钢。

课题2  金属的化学性质

一、金属的化学性质

  a金属与氧气的反应

金属+氧气 → 金属氧化物

金属的活动性：Mg>Al>Fe, Cu>Au。

铝在常温下与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化。因此，铝有很好的抗腐蚀性能。

a金属与酸的反应——金属与稀盐酸、稀硫酸的反应

金  属

现  象

化学方程式

镁

有气泡产生，镁条逐渐溶解

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

锌

有气泡产生，锌粒逐渐溶解

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

铁

有气泡产生，铁块逐渐溶解，溶液由无色变为浅绿色。

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

铜

总结：镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱。

      金属+酸 → 化合物+H2↑

a置换反应

由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。(一般形式：A+BC → AC+B)。

置换反应的金属活动性要求是：以强换弱。

 金属单质   化合物溶液(可溶于水)

特例：⑴ K+CuSO4≠K2SO4+Cu

                2K+2H2O=2KOH+H2↑

                2KOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+K2SO4

     ⑵ Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag

        Fe+2AgCl（难溶）≠FeCl2+2Ag

Ø验证金属活动性挨次的方案——铁、铜、银的金属活动性

方案一：

用FeCl2溶液、铜、AgNO3溶液进行实验

方案二：

用铁、CuSO4溶液、银进行实验

Cu+3FeCl2 ≠ 2CuCl3+3Fe      Fe>Cu

Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag    Cu>Ag

Fe+ CuSO4 = Cu+FeSO4 

 Fe>Cu

Ag+ CuSO4≠Ag2SO4+Cu     

 Cu>Ag

总结：Fe>Cu>Ag

二、金属活动性挨次

a金属与金属化合物溶液的反应

实  验

现  象

化学方程式

铝丝浸入硫酸铜溶液中

溶液的蓝色变浅，铝丝上附着一层红色固体。

2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu

铜丝进入硝酸银溶液中

铜丝上附有银白色固体，溶液由无色变为蓝色。

Cu+2AgNO3=Cu(NO)3+2Ag

铜丝进入硫酸铝溶液中

总结：铝、铜、银的金属活动性由强到弱。

a金属活动性挨次

  Ø金属活动性挨次的理解：

1. 在金属活动性挨次里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。

2. 在金属活动性挨次里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。

3. 在金属活动性挨次里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物的溶液里置换出来。

注  意：

1. 酸应用非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸等。不使用挥发性酸(如浓盐酸)制取氢气，因为挥发性酸会使制得的气体不纯。

2. 金属与酸的反应生成的盐必需溶于水，若生成的盐不溶于水，则生成的盐会附着在金属表面，阻碍酸与金属继续反应。盐必需为可溶性盐，因为金属与盐的反应必需在溶液中进行。

3. 钾、钙、钠等非常活泼的金属不能从它们的盐溶液里置换出来。

Ø金属活动性挨次的使用：

1. 在金属活动性挨次里，只有氢前面的金属才能与酸反应生成氢气。

2. 在金属活动性挨次里，只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。

3. 当溶液中含有多种离子时，活泼的金属总是先置换那些最不活泼的金属离子。

4. 当多种金属与溶液反应时，总是更活泼的金属先与溶液发生化学反应。

■几种金属单质的

                        铜                铁                铝               金

课题3  金属资源的利用和庇护

一、常见的铁矿石

    磁铁矿(主要成分：Fe3O4)、赤铁矿(主要成分：Fe2O3)、菱铁矿(主要成分：FeCO3)、黄铁矿(主要成分：FeS2)。

二、铁的冶炼

1. 原料：铁矿石、石灰石、焦炭、空气。

2. 反应原理：

在高温条件下，用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。

3. 学方程式：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

4. 现象：

红色固体逐渐变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。

5. 设备：高炉。

6. 冶炼过程中发生的化学反应：

C+O2 CO2       CO2+C  2CO    Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

  CaCO3  CaO+CO2↑      CaO+SiO2  CaSiO3

Ø石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣CaSiO3。

7. 纯净物与含有杂质物质的换算关系

纯净物的质量=混合物的质量×物质的纯度=混合物的质量×(1－杂质的质量分数)

三、金属的腐蚀和防护

a铁锈蚀条件的探究

  结论：氧气和水是铁生锈的必要条件。

Ø铁锈的主要成分是Fe2O3，它的主要特点是疏松、易吸水。

Ø防止铁生锈的方法

⑴保持铁制品表面的洁净和干燥。 ⑵在铁制品表面涂一层庇护膜，如刷漆、涂油、烤蓝、搪瓷。改变铁的组成结构，制成合金钢，如不锈钢。

a金属资源庇护

庇护金属资源的有效途径是：防止金属腐蚀；金属回收利用；有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖；寻找金属的代用品。

■钛和钛合金——21世纪的重要金属

钛(Ti)和钛合金被称为“21世纪的金属”、“未来的钢铁”。钛和钛合金有熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好等优点。钛合金与人体有很好的“相容性”，因而可以用来制造人造骨。

第九单元 溶  液

课题1  溶液的形成

一、溶液

一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、不变的混合物，叫做溶液。能溶解其他物质的物质叫做溶剂，被溶解的物质叫做溶质。

说 明：

⒈溶质、溶剂的状态可以是固态、液态、气态。

⒉两种液体互溶时，通常把量多的一种叫做溶剂，量少的叫做溶质。

⒊水是最常用的溶剂。当溶液中有水存在时，无论水的量有多少，习惯上把水看作溶剂。通常不指明溶剂的溶液，一般指的是水溶液。

⒋溶液不必然是无色的。

⒌溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量。溶液的体积不必然等于溶质和溶剂的体积之和。

溶液的特征：均一性、不变性。

均一性：是指溶液各部分的浓度和性质相同。

不变性：是指条件不发生变化时（如水不蒸发，温度不变化）无论放置多长时间，各成分都不会分离开来。即看不到分层、沉淀或放出气体的现象。

a悬浊液、乳浊液

固体小颗粒悬浮于液体里所形成的混合物，叫做悬浊液。悬浊液是一种不不变的化合物。

小液滴分散在液体里所形成的混合物，叫做乳浊液。乳浊液是许多分子的集合体，不均一、不不变，静止后会分成。

a乳化现象

洗涤剂具有乳化功能，他能使植物油分散成无数细小的液滴而不聚成大的油滴，这些细小的油滴能随水流走。

注 意：

用洗涤剂去油污发生的是乳化现象，用汽油去油污发生的是溶解现象，二者原理不同。

二、溶解时的吸热和放热现象

在溶解过程中发生了两种变化，一种是溶质的分子（或离子）向水中扩散，这一过程吸收热量；另一种是溶质的分子(或离子)和水分子作用生成水和分子（或水和离子），这一过程放出热量。

有的溶质溶解时，扩散过程吸收的热量小于水和过程放出的热量，表示为溶液温度升高；反之则溶液的温度降低。

课题2  溶解度

一、饱和溶液

a饱和溶液与不饱和溶液

在必然温度下，必然量的溶剂不能继续溶解溶质时，叫做这种溶质的饱和溶液。

在必然温度下，必然量的溶剂还能继续溶解溶质时，叫做这种溶质的不饱和溶液。

Ø转换方法

 饱和溶液不饱和溶液

Ø转确定溶液是否为饱和溶液的方法

在必然的温度下，不雅观察是否有不能继续溶解的溶质存在。若有，且溶质的质量不再减少，则该溶液为饱和溶液。

a浓溶液与稀溶液

①浓溶液不必然是饱和溶液，稀溶液不必然是不饱和溶液。

②同种溶质的溶液，在必然温度下，其饱和溶液比不饱和溶液要浓。

二、溶解度

a溶解性

一种物质在另一种物质中的溶解能力，叫做溶解性。

20℃时物质的溶解性与溶解度的关系如下表：

溶解度∕g

＜0.01

0.01—1

1—10

＞10

溶解性

难溶

微溶

可溶

易溶

a溶解度

在必然温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做该物质的溶解度。

    溶解度受溶质、溶剂的性质和温度的影响。

Ø溶解度曲线

在平面直角坐标系中，用纵坐标表示溶解度，用横坐标表示温度，得到物质溶解度随温度变化的曲线，这种曲线叫做溶解度曲线。

Ø溶解度曲线上的点的意义

①溶解度曲线上的点，表示该点所示温度下的溶解度，溶液处于饱和状态。

②溶解度曲线上面的点，表示溶液所处的状态是过饱和状态（或溶质未完全溶解状态）。

③溶解度曲线下面的点，表示溶液所处的状态不是饱和状态。

④溶解度曲线的交点，表示在该点所示温度下的物质的溶解度相等。

Ø溶解度曲线的变化规律

①大多数物质的溶解度随温度的升高而增大，曲线呈“陡升型”，如硝酸钾。

②少数物质的溶解度受温度的影响很小，曲线呈“缓升型”，如氯化钠。

③极少数物质的溶解度随温度的升高而降低，曲线呈“下降型”，如氢氧化钙。

Ø结晶

定义：热的饱和溶液冷却后，已溶解在溶液中的溶质以晶体的形式析出，这一过程叫做结晶。

方法：

①蒸发溶剂法（蒸发结晶）：适用于溶解度受温度影响不大的物质。

②冷却热饱和溶液法（降温结晶）：适用于溶解度受温度

影响较大的物质。

a气体的溶解度

在压强为101kPa和必然温度时，溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积，叫做该气体的溶解度。

气体的溶解度随温度的升高而减小，随压强的升高而增大。

课题3  溶质的质量分数

一、溶解度与溶质的质量分数比力

溶解度

溶质的质量分数

定    义

在必然温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量

溶液中溶质的质量与溶液的质量的比值

表示意义

①物质溶解性大小的定量表示。

②表示某温度时的饱和溶液中溶质的质量与溶剂的质量关系。

①是溶液浓稀的定量表示。

②表示某溶液中溶质的质量与溶液的质量关系。

温度要求

与温度有关

与温度无关

溶剂的量

100g

不必然

溶液类型

饱和溶液

均可

单    位

克

比值无单位。常用百分比表示。

计算公式

二、溶液的质稀释与增浓的计算公式

a溶液中溶质的质量分数的计算及相关的计算公式

①溶液质量=溶质质量+溶剂质量=溶液体积×溶液密度

②溶质的质量分数=溶质质量÷溶液质量×100%=溶质质量÷(溶质质量+溶剂质量)×100%

③溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数=(溶质质量+溶剂质量)×溶质的质量分数

注 意：

⒈溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比，并不代表具体的溶质质量和溶液质量。溶质的质量分数一般用百分比表示。

⒉溶质的质量分数的数学表达式中溶质质量与溶液质量的单位必需统一。

⒊数学表达式中溶质的质量是指被溶解的溶质质量，没有被溶解的或结晶析出的固体质量不能算为溶质、溶液的质量。

a溶液稀释的计算

由于溶液稀释前后，溶质的质量分数不变，所以若设浓溶液的质量为A g，溶质的质量分数为a%，加水稀释成溶质为b%的稀溶液B g，则有关系式：

A g×a%=B g×b%，其中B=A+m水。

a溶液增浓的计算

⑴向原溶液中添加溶质

由于溶液增加溶质后，所得溶液中溶质的质量=原溶液中溶质的质量+增加的溶质质量，而所得溶液的质量=原溶液的质量+增加的溶质质量。所以，若设原溶液质量为A g，溶质的质量分数为a%，加溶质B g后变成溶质的质量分数为b%的溶液，则有关系式：

A g×a%+B g=(A g+B g)×b% 或

                                         。

⑵将原溶液蒸发掉一部分溶剂

    由于溶液蒸发溶剂前后，溶质的质量不变。所以若设原溶液的质量为A g，溶质的质量分数为a%，蒸发掉B g溶剂后变成溶质的质量分数为b%的溶液，则有关系式：

A g×a% =(A g－B g)×b% 或

⑶与浓溶液混合

    由于混合物溶液的总质量等于两混合组分溶液的质量之和，混合后的溶液中溶质质量等于两混合组分的溶质质量之和。所以，若设原溶液的质量为A g，溶质的质量分数为a%，浓溶液的质量为B g，溶质的质量分数为b%，两溶液混合后得到溶质的质量分数为c%的溶液，则有关系式：

A g×a%+B g×b% =(A g+B g)×c% 或

注 意：

无论是溶液的稀释，还是溶液的增浓问题，混合前的总溶质与混合后的总溶质是相等的，我们一般都是按照此等量关系列方程求解的。在具体的计算中，我们要清楚不管是改变原溶液中溶质的量，还是改变原溶液中溶剂的量，原溶液的质量和溶质的质量分数都会发生改变。

a化学反应中溶质的质量分数的计算

计算的注意事项：

①化学方程式反映纯净物之间的质量关系，而溶液是混合物，不能用溶液的质量或体积直接代入计算，而要依据溶质的质量进行计算。

②求溶液中溶质的质量分数，关键是要弄清溶质是什么，如何求溶质的质量。以下是两种计算反应后溶液的质量的方法：

⑴溶液组成法：溶液质量=溶质质量+溶剂质量。

未溶解的溶质不能算溶液，有时还要考虑反应物种含有的可溶性杂质是否为溶质。溶剂——水按照标题问题条件通常有两个来源：原溶液中含有的水和化学反应中生成的水。如果有水参加反应，还要减去反应的水。

⑵质量守恒法：反应后的溶液质量=反应前各物质的质量总和－生成沉淀的质量－生成气体的质量－反应中不溶性固体杂质的质量。

注 意：

⒈化学方程式下方相对应的物质质量不能直接写溶液的质量，而要写参加化学反应的溶质的质量。

⒉若已知溶液的体积或求溶液的体积，要用m=ρV进行换算。

⒊单位要统一。

三、溶液的配置

⑴仪器：托盘天平、量筒、滴管、烧杯、玻璃棒、药匙。

⑵配置50g溶质质量分数6%的氯化钠溶液

步骤

具体作法