《九年级化学第八单元思维导图》

一、金属材料

1.1 金属的物理性质

• 状态： 常温下通常为固体（汞例外）。
• 光泽： 大多具有金属光泽（特殊处理的除外，例如氧化后的）。
• 导电性： 具有良好的导电性，银最好，其次是铜、铝。
• 导热性： 具有良好的导热性。
• 延展性： 具有良好的延展性，金的延展性最好。
• 密度： 大多数金属密度较大。
• 熔点： 大多数金属熔点较高。

1.2 金属的化学性质

• 与氧气反应：
  • 大多数金属能与氧气反应，反应的剧烈程度和条件不同。
    • 镁：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体氧化镁。
    • 铝：缓慢氧化，表面生成致密的氧化铝保护膜。
    • 铁：在潮湿空气中生锈，生成铁锈（主要成分是氧化铁）。
    • 铜：加热条件下生成黑色氧化铜。
• 与酸反应：
  • 金属活动性顺序表中，排在氢前面的金属可以与稀盐酸、稀硫酸等发生反应，生成盐和氢气。
    • 例如：Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
  • 注意事项：
    • 酸的浓度越高，反应速率越快。
    • 有些金属（如金、铂）不能与酸反应。
    • 生成的盐的类型与金属的化合价有关。
• 与盐溶液反应：
  • 金属活动性顺序表中，排在前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
    • 例如：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
  • 注意事项：
    • 参加反应的金属要排在盐中金属的前面。
    • 盐必须是可溶的。
    • 置换反应中，金属的用量要充足。
    • K、Ca、Na等活泼金属优先与水反应，而不是与盐溶液反应。

1.3 金属活动性顺序

• K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
• 意义：
  • 判断金属与酸反应的难易程度。
  • 判断金属与盐溶液的反应是否发生。
  • 判断金属的活动性强弱。
• 用途：
  • 冶炼金属的先后顺序。
  • 判断反应能否发生。

1.4 金属材料的应用与保护

• 应用：
  • 利用金属的导电性：电线、电缆。
  • 利用金属的导热性：炊具、散热器。
  • 利用金属的延展性：制作各种形状的金属制品。
  • 利用金属的强度和硬度：建造桥梁、制造机械。
• 保护：
  • 防止金属生锈：
    • 保持金属表面清洁干燥。
    • 在金属表面涂油漆、镀金属、喷镀塑料等。
    • 改变金属的内部结构，制成合金。
  • 节约金属资源：
    • 防止金属腐蚀，延长金属制品的使用寿命。
    • 回收废旧金属。
    • 合理开采矿物。
    • 寻找金属的替代品。

二、金属资源的利用与保护

2.1 金属矿物的利用

• 常见的金属矿物：
  • 赤铁矿（主要成分是氧化铁）。
  • 磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）。
  • 黄铁矿（主要成分是硫化铁）。
  • 孔雀石（主要成分是碱式碳酸铜）。
  • 铝土矿（主要成分是氧化铝）。
• 冶炼：
  • 用还原剂（如焦炭、一氧化碳、氢气等）将金属从其化合物中还原出来。
    • 例如：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
• 注意事项：
  • 矿物的纯度会影响冶炼的难易程度和成本。
  • 冶炼过程中可能产生污染，需要进行处理。

2.2 废旧金属的回收利用

• 意义：
  • 节约金属资源。
  • 减少环境污染。
  • 节约能源。
• 途径：
  • 加强宣传教育，提高公众的环保意识。
  • 建立完善的回收体系。
  • 采用先进的回收技术。
  • 制定相关的法律法规。

2.3 合金

• 定义： 由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质。
• 特点：
  • 硬度通常比组成它的纯金属大。
  • 熔点通常比组成它的纯金属低。
  • 抗腐蚀性能更好。
  • 具有某些纯金属所不具备的特殊性能。
• 常见的合金：
  • 铁合金：生铁、钢等。
  • 铝合金：具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点。
  • 铜合金：黄铜、青铜等。

三、溶液的形成

3.1 溶液的概念

• 定义： 一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。
• 组成：
  • 溶质：被溶解的物质。可以是固体、液体或气体。
  • 溶剂：能溶解其他物质的物质。通常，含量多的物质为溶剂。
• 特征：
  • 均一性：溶液中各处的组成和性质完全相同。
  • 稳定性：外界条件不变时，溶质不会从溶液中析出。
  • 混合物：由两种或两种以上的物质组成。

3.2 影响固体物质溶解度的因素

• 温度：
  • 大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大。
  • 少数固体物质的溶解度受温度影响不大（如氯化钠）。
  • 少数固体物质的溶解度随温度升高而减小（如氢氧化钙）。
• 溶剂的性质：
  • 同一种溶质在不同溶剂中的溶解度不同。
  • 一般来说，相似相溶。

3.3 溶解度曲线

• 含义： 在一定温度下，某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种温度下的溶解度。
• 意义：
  • 表示同一种物质在不同温度下的溶解度。
  • 表示不同物质在同一温度下的溶解度。
  • 判断物质的溶解度随温度变化而变化的情况。
  • 判断降温时，是否会析出晶体。
• 应用：
  • 查找某一温度下某物质的溶解度。
  • 比较不同物质在同一温度下的溶解度。
  • 判断改变温度时，溶液是否饱和，是否有晶体析出。
  • 配制一定溶质质量分数的溶液。

四、溶液的浓度

4.1 溶质的质量分数

• 公式： 溶质的质量分数 = (溶质的质量 / 溶液的质量) × 100%
• 意义： 表示100g溶液中所含溶质的质量。
• 计算：
  • 已知溶质和溶剂的质量，求溶质的质量分数。
  • 已知溶质的质量分数和溶液的质量，求溶质的质量。
  • 已知溶质的质量分数和溶质的质量，求溶液的质量。

4.2 配制一定溶质质量分数的溶液

• 步骤：
  • 计算：计算所需溶质和溶剂的质量。
  • 称量：用托盘天平称量固体溶质的质量，用量筒量取液体溶剂的体积。
  • 溶解：将溶质倒入烧杯中，加入溶剂，用玻璃棒搅拌，使其溶解。
• 注意事项：
  • 计算要准确。
  • 称量和量取要精确。
  • 溶解要充分。
  • 所用仪器要干燥清洁。
  • 温度要适宜。

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