高中化學(xué) 專題三 豐富多彩的生活材料課件 蘇教版選修1

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1、專題歸納整合請(qǐng)分別用一句話表達(dá)下列關(guān)鍵詞：合金化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕鋼化玻璃光導(dǎo)纖維塑料白色污染復(fù)合材料提示合金：由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)?；瘜W(xué)腐蝕：金屬與環(huán)境組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的金屬破壞稱化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕：金屬(不純)與電解質(zhì)溶液形成原電池，較活潑金屬被氧化。鋼化玻璃：將普通玻璃加熱到接近軟化時(shí)，迅速?gòu)臓t內(nèi)取出，然后急劇冷卻而成。光導(dǎo)纖維：其主要成分是SiO2，具有傳速快，能量損失少特點(diǎn)，屬于新型無機(jī)非金屬材料。塑料：以合成樹脂和天然樹脂為基料，加入(或不加入)各種助劑，增強(qiáng)材料和填料，在一定溫度和壓強(qiáng)下成型所得到的固體材料或制品。白色污染

2、：由塑料制品廢棄物所造成的污染。復(fù)合材料：由兩種或兩種以上的不同性能的材料組合而成的一種性能更加優(yōu)異的新型材料。1合金與金屬相比有哪些優(yōu)良性質(zhì)？提示(1)一般情況下，合金比純金屬的硬度更大，更堅(jiān)固；(2)合金的熔點(diǎn)比純金屬低，更易于加工和熔煉；(3)多數(shù)合金因形成原電池，耐腐蝕性能增強(qiáng)；(4)合金的性質(zhì)可以通過添加的合金元素的種類與含量而進(jìn)行靈活的控制，從而形成各種具有不同要求的合金材料。2兩種鐵的合金生鐵與鋼的比較提示 生鐵生鐵鋼鋼含碳量含碳量(%)24.30.032Si、Mn含量含量較多較多較少較少S、P含量含量少量少量幾乎不含幾乎不含性質(zhì)性質(zhì)硬而脆硬而脆硬而有韌性、彈性好硬而有韌性、彈性

3、好加工性能加工性能可鑄不可鍛可鑄不可鍛可鑄可鍛可鑄可鍛分類分類煉鋼生鐵、鑄造生煉鋼生鐵、鑄造生鐵、球墨鑄鐵鐵、球墨鑄鐵碳素鋼、合金鋼碳素鋼、合金鋼用途用途制造機(jī)座、管道等制造機(jī)座、管道等制造機(jī)械和交通工具等制造機(jī)械和交通工具等3.鋁合金和銅合金各有哪些？提示鋁合金有硬鋁和鎂鋁合金銅合金有黃銅(銅鋅合金)和青銅(銅錫合金)。4金屬腐蝕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較？提示化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件金屬與強(qiáng)氧化劑金屬與強(qiáng)氧化劑直接接觸直接接觸不純的金屬或合金表面有水膜不純的金屬或合金表面有水膜本質(zhì)本質(zhì)Mne=Mn聯(lián)系聯(lián)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往

4、同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更為普遍更為普遍實(shí)例實(shí)例化工廠氯氣腐蝕化工廠氯氣腐蝕鋼部件鋼部件2Fe3Cl2=2FeCl3鋼鐵的吸氧腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O =4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O5.新型無機(jī)非金屬材料的性能和用途？提示 材料名稱材料名稱特點(diǎn)特點(diǎn)用途用途氧化鋁陶氧化鋁陶瓷瓷(人造人造鋼玉鋼玉)高熔點(diǎn)、高硬度、可制成透高熔點(diǎn)、高硬度、可制成透明陶瓷、無毒、不溶于水、明陶瓷、無毒、不溶于水、高硬度、對(duì)人體有較好的適高硬度、對(duì)人體有較好的適應(yīng)性應(yīng)性高級(jí)耐火材料、鋼玉球磨機(jī)、高級(jí)耐火材料、鋼玉球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管、人造

5、骨、高壓鈉燈的燈管、人造骨、人造心臟瓣膜、人造關(guān)節(jié)人造心臟瓣膜、人造關(guān)節(jié)氮化硅氮化硅陶瓷陶瓷硬度大、耐磨損、抗腐蝕，硬度大、耐磨損、抗腐蝕，高溫時(shí)也不氧化、抗冷熱沖高溫時(shí)也不氧化、抗冷熱沖擊而不碎裂、耐高溫不易傳擊而不碎裂、耐高溫不易傳熱、本身具有潤(rùn)滑性熱、本身具有潤(rùn)滑性制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具的機(jī)械密封環(huán)、永久性模具的機(jī)械構(gòu)件、用于制造柴油機(jī)中械構(gòu)件、用于制造柴油機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面等發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面等光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)、抗干傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)、抗干擾性能好、不發(fā)生電輻射、擾性能好、不發(fā)生電輻射、通信質(zhì)量高、密度小、光纖通信質(zhì)量

6、高、密度小、光纖細(xì)、耐腐蝕細(xì)、耐腐蝕長(zhǎng)途通信材料的干線，用于長(zhǎng)途通信材料的干線，用于醫(yī)療，信息處理、傳能傳像、醫(yī)療，信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等領(lǐng)域遙測(cè)遙控、照明等領(lǐng)域6.單一材料與復(fù)合材料的對(duì)比？提示 單一材料單一材料復(fù)合材料復(fù)合材料優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)航天材料航天材料海洋工程材料海洋工程材料金屬材料金屬材料強(qiáng)度大強(qiáng)度大易腐蝕易腐蝕強(qiáng)度大、耐高強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的溫、密度小的優(yōu)點(diǎn)分別來自優(yōu)點(diǎn)分別來自三種單一材料，三種單一材料，避免了它們各避免了它們各自的缺點(diǎn)自的缺點(diǎn)耐高壓、耐腐耐高壓、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)分別蝕的優(yōu)點(diǎn)分別來自兩種單一來自兩種單一材料，避免了材料，避免了它們各自的缺它們各自的缺

7、點(diǎn)點(diǎn)陶瓷材料陶瓷材料耐高溫，耐高溫，抗腐蝕抗腐蝕易碎易碎合成材料合成材料密度小密度小不耐不耐高溫高溫7.你對(duì)材料的了解有多少？提示天然高分子化合物天然高分子化合物天然橡膠、淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)天然橡膠、淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)合成材料合成材料合成塑料合成塑料熱塑性塑料、熱固性塑料熱塑性塑料、熱固性塑料合成纖維合成纖維錦綸、滌綸、腈綸、維綸、錦綸、滌綸、腈綸、維綸、丙綸、氯綸丙綸、氯綸合成橡膠合成橡膠通用橡膠、特種橡膠通用橡膠、特種橡膠復(fù)合材料復(fù)合材料兩種或兩種以上的材料組合成的一種新兩種或兩種以上的材料組合成的一種新材料材料1在我們?nèi)粘Ｉ钪?，常用到鋁合金，那么鋁合金有哪些優(yōu)良性能？提示密度小質(zhì)量

8、輕強(qiáng)度大抗腐蝕能力強(qiáng)2金屬腐蝕嚴(yán)重，防止金屬腐蝕的方法有哪些？提示添加保護(hù)層：如鍍鋅、噴漆、烤藍(lán)等；改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)(使用合金鋼)；犧牲陽極的陰極保護(hù)法(原電池保護(hù))；外加電流的陰極保護(hù)法(電解池)。3鋼化玻璃有哪些優(yōu)點(diǎn)和用途？提示優(yōu)點(diǎn)：耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂。用途：運(yùn)動(dòng)器材；微波通訊器材；汽車、火車窗玻璃等。4光導(dǎo)纖維的優(yōu)良性能和用途有哪些？提示由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容量比微波通信大103104倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)1 km長(zhǎng)的光纜只需幾克超純石英玻璃，約可節(jié)省銅1.1 t。

9、光纖可以傳輸激光。利用光纖將激光器發(fā)射的光(常用二氧化碳激光)傳輸?shù)叫枰中g(shù)的部位，以切除腦瘤、神經(jīng)腫瘤以及各種血管瘤，切割骨組織或用于皮膚病治療等。光損耗大的光纖可在矩距離內(nèi)使用，特別適合制作各種人體內(nèi)窺鏡，用于切除病變組織，對(duì)癌變組織進(jìn)行灼燒或汽化。利用光纖還可制造各種傳感器，用以檢測(cè)溫度、壓強(qiáng)、磁場(chǎng)、電流、速度等。5玻璃鋼是鋼還是玻璃？提示均不是，而是復(fù)合材料。玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)就是玻璃纖維和合成樹脂組成的復(fù)合材料。將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維。將玻璃纖維加到合成樹脂中，就制得玻璃鋼。6如何區(qū)別天然纖維和化學(xué)纖維？提示常見纖維常見纖維化學(xué)組成化學(xué)組成主要性能主

10、要性能天天然然纖纖維維棉纖維棉纖維纖維素纖維素吸水性好，易干，穿著舒適，吸水性好，易干，穿著舒適，不起靜電，不耐磨不起靜電，不耐磨蠶絲蠶絲蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)吸水性好，手感柔和，有光吸水性好，手感柔和，有光澤，不起靜電，不起球澤，不起靜電，不起球羊毛羊毛蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)彈性強(qiáng)，隔熱性、保暖性好，彈性強(qiáng)，隔熱性、保暖性好，水洗后收縮、易起球水洗后收縮、易起球化化學(xué)學(xué)纖纖維維人造纖人造纖維維纖維素纖維素(黏膠纖維黏膠纖維)吸水性好，穿著舒適，不起吸水性好，穿著舒適，不起靜電、不耐洗，不耐穿靜電、不耐洗，不耐穿合成纖合成纖維維各種線型有機(jī)高各種線型有機(jī)高分子分子(聚酰胺、聚酰胺、聚酯、聚烯烴等聚酯、聚烯烴等)強(qiáng)

11、度高，耐磨，不易染色，強(qiáng)度高，耐磨，不易染色，吸濕性、透氣性差吸濕性、透氣性差7.今后有機(jī)高分子材料發(fā)展趨勢(shì)如何？提示目前，世界上有機(jī)高分子材料的研究正在不斷地加強(qiáng)和深入。一方面，對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣，使它們的性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。例如，塑料一般作為絕緣體材料被廣泛使用，但是近年來，為滿足電子工業(yè)的需求又研制出具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的導(dǎo)電塑料。導(dǎo)電塑料已用于制造電池等，并可望在工業(yè)上獲得更廣泛的應(yīng)用。另一方面，與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng)，并且取得了一定的進(jìn)展，如仿生高分子材料、智能高分子材料等。這類高分子材料在宇航、建筑、機(jī)器人、仿生和

12、醫(yī)藥領(lǐng)域已顯示出潛在的應(yīng)用前景?？傊袡C(jī)高分子材料的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)展，高分子材料必將對(duì)人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生越來越大的影響。 材料是人類生產(chǎn)生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高、傳統(tǒng)的材料得到了很大發(fā)展，大量新材料不斷研制成功。材料包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料，常以材料為載體考查有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和用途，考查時(shí)還常常與新科技、環(huán)境保護(hù)等聯(lián)系在一起，多以選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題、綜合題呈現(xiàn)，考查角度主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方向。學(xué)科思想培養(yǎng)三關(guān)于材料方面的命題角度和解題指導(dǎo)學(xué)科思想培養(yǎng)三關(guān)于材料方面的命題角度和解題指導(dǎo) 方向一金屬的腐蝕與防護(hù)【知識(shí)基礎(chǔ)】【

13、解題指導(dǎo)】 金屬腐蝕本質(zhì)：AneAn包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕(原電池腐蝕)依據(jù)不同的腐蝕選擇對(duì)應(yīng)的保護(hù)方法?！纠?】2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3 000多萬港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首。普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是Cu2(OH)2CO3。這三件1760年鑄造的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)其原因的分析，最可能的是()。A它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的銅合金B(yǎng)它們的表面都電鍍上一層耐腐蝕的黃金C環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去D銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不易被氧化解析含一定比例的金、銀、錫、鋅的銅合金不容

14、易生銹。答案A方向二無機(jī)非金屬材料的發(fā)展啟示【知識(shí)基礎(chǔ)】新型無機(jī)非金屬材料材料名稱材料名稱特點(diǎn)特點(diǎn)用途用途氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷(人造鋼玉人造鋼玉)高熔點(diǎn)、高硬度、可制成透明高熔點(diǎn)、高硬度、可制成透明陶瓷、無毒、不溶于水、高硬陶瓷、無毒、不溶于水、高硬度、對(duì)人體有較好的適應(yīng)性度、對(duì)人體有較好的適應(yīng)性高級(jí)耐火材料、鋼玉球磨機(jī)、高級(jí)耐火材料、鋼玉球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管、人造骨、人高壓鈉燈的燈管、人造骨、人造心臟瓣膜、人造關(guān)節(jié)造心臟瓣膜、人造關(guān)節(jié)氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷硬度大、耐磨損、抗腐蝕高溫硬度大、耐磨損、抗腐蝕高溫時(shí)也不氧化、抗冷熱沖擊而不時(shí)也不氧化、抗冷熱沖擊而不碎裂、耐高溫不易傳熱、本身碎裂、耐

15、高溫不易傳熱、本身具有潤(rùn)滑性具有潤(rùn)滑性制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具的機(jī)械構(gòu)密封環(huán)、永久性模具的機(jī)械構(gòu)件、用于制造柴油機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)件、用于制造柴油機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面等部件的受熱面等光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)、抗干擾傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)、抗干擾性能好、不發(fā)生電輻射、通信性能好、不發(fā)生電輻射、通信質(zhì)量高、密度小、光纖細(xì)、耐質(zhì)量高、密度小、光纖細(xì)、耐腐蝕腐蝕長(zhǎng)途通信材料的干線，用于醫(yī)長(zhǎng)途通信材料的干線，用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等領(lǐng)域測(cè)遙控、照明等領(lǐng)域【解題指導(dǎo)】 傳統(tǒng)的硅酸鹽材料一般是指以天然的硅酸鹽礦物(

16、黏土、石英、長(zhǎng)石等)為主要原料，經(jīng)高溫窯爐燒制而成的一大類材料，故又稱窯業(yè)材料。它包括日用陶瓷、一般工業(yè)用陶瓷、普通玻璃、水泥、耐火材料等。20世紀(jì)中期以后，隨著微電子、航天、能源、計(jì)算機(jī)、激光、通信、光電子、傳感、紅外、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等新技術(shù)的興起，對(duì)材料提出了愈來愈高的要求，促進(jìn)了性能更為優(yōu)良及有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂層、磨料等制品的飛速發(fā)展。它們?cè)诨瘜W(xué)組成上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽化合物的范圍，而是擴(kuò)展到了其他氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫系化合物和鐵酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等，以至幾乎一切無機(jī)化合物。從以上無機(jī)非金屬材料的發(fā)展歷史可以清楚地看出：滿足不斷進(jìn)步的科技需求

17、是材料科學(xué)發(fā)展的直接動(dòng)力，反過來科技發(fā)展又為材料科學(xué)的發(fā)展提供了理論和技術(shù)保障?！纠?】(原創(chuàng)題)無機(jī)聚合物陶瓷材料是近年來在國(guó)際上興起的一種新型無機(jī)非金屬材料，因其結(jié)構(gòu)類似于某些天然礦物，故稱之為天然礦物聚合物或地質(zhì)聚合物；其聚合過程在電解質(zhì)中進(jìn)行，因而又稱作電解陶瓷；由于這種材料不像普通陶瓷那樣必須在高溫下(1 00018 000 )燒結(jié)，所以也稱為低溫不燒陶瓷。下列關(guān)于低溫不燒陶瓷的說法中不正確的是 ()。A無機(jī)聚合物陶瓷材料不需要高溫?zé)Y(jié)，制備耗能少，成本低B無機(jī)聚合物陶瓷材料已達(dá)到的主要性能指標(biāo)，在各方面均優(yōu)于水泥和玻璃，而與傳統(tǒng)陶瓷接近，有些聲、光、電、耐腐蝕及耐高溫性能上更超過金

18、屬和高分子材料C無機(jī)聚合物陶瓷制備工藝簡(jiǎn)單，將黏土經(jīng)過處理，加入無機(jī)聚合劑，混合后澆注入模具，成型固化，脫模后即得到產(chǎn)品，技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，易于普及與推廣D無機(jī)聚合物陶瓷應(yīng)用范圍廣，在建筑、交通、冶金、環(huán)保、通信、軍事及核廢料處理等工業(yè)部門已有廣泛應(yīng)用解析隨著無機(jī)聚合物陶瓷技術(shù)的推廣應(yīng)用，將來的應(yīng)用領(lǐng)域一定會(huì)越來越廣，但目前尚處于推廣階段。答案D方向三高分子化合物與塑料的關(guān)系【知識(shí)基礎(chǔ)】 高分子化合物有天然高分子(如淀粉、麻、毛等)和合成高分子(如各種各樣的合成纖維、合成橡膠等)，而塑料是具有可塑性的材料，它是以有機(jī)合成樹脂為主要成分的高分子材料，而樹脂是指由聚合反應(yīng)制得而未加工成型的聚合物。塑料

19、、橡膠和合成纖維這三類高分子材料并無嚴(yán)格的分界線，同一種高分子材料根據(jù)使用要求不同，可以加工成不同類型的制品。例如，聚氯乙烯是典型的塑料，但也可以抽絲制成纖維(氯綸)，而通常用做合成纖維的尼龍和滌綸也可以加工成工程塑料；橡膠在低溫下也可變?yōu)樗芰??！窘忸}指導(dǎo)】 弄清高分子化合物與塑料、橡膠、合成纖維之間的關(guān)系，抓住概念的本質(zhì)，從結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)?！纠?】具有單雙鍵交替長(zhǎng)鏈如：CH=CHCH= CHCH=CH的高分子有可能成為導(dǎo)電塑料。2000年諾貝爾(Nobel)化學(xué)獎(jiǎng)授予開辟此領(lǐng)域的3位科學(xué)家。下列高分子中可能成為導(dǎo)電塑料的是()。A聚乙烯 B聚丁二烯 C聚苯乙烯 D聚乙炔解析乙炔分子結(jié)構(gòu)中

20、存在碳碳三鍵，在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，每個(gè)乙炔分子都斷裂了其中的一個(gè)鍵與其他乙炔分子斷裂后的鍵連接而形成上述高分子化合物。答案D方向四材料的設(shè)計(jì)方向【知識(shí)基礎(chǔ)】 【解題指導(dǎo)】 從材料結(jié)構(gòu)和性能出發(fā)根據(jù)需求設(shè)計(jì)出環(huán)保而又富于美感的各種用品。【例4】(原創(chuàng)題)觀察下圖椅子的圖片，體會(huì)其中所包含的材料設(shè)計(jì)思想。答案在工業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料的設(shè)計(jì)是非常重要的一步，它涉及材料力學(xué)材料的選擇必須滿足產(chǎn)品的受力、強(qiáng)度等要求；考慮到材料的結(jié)構(gòu)、成分與加工性能要便于加工；考慮到材料的外在特性，如美感等；還要考慮材料與環(huán)境的關(guān)系在特定環(huán)境中的防腐蝕、防老化要求及不對(duì)環(huán)境造成破壞，易于回收與分解等，總之與環(huán)境必須是和諧的。