高中化學 專題三 豐富多彩的生活材料課件 蘇教版選修1.ppt

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專題歸納整合,請分別用一句話表達下列關鍵詞： 合金 化學腐蝕 電化學腐蝕 鋼化玻璃 光導纖維 塑料 白色污染 復合材料 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。 化學腐蝕：金屬與環(huán)境組分發(fā)生氧化還原反應而引起的金屬破壞稱化學腐蝕。 電化學腐蝕：金屬(不純)與電解質溶液形成原電池，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，迅速從爐內取出，然后急劇冷卻而成。 光導纖維：其主要成分是SiO2，具有傳速快，能量損失少特點，屬于新型無機非金屬材料。 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，增強材料和填料，在一定溫度和壓強下成型所得到的固體材料或制品。 白色污染：由塑料制品廢棄物所造成的污染。 復合材料：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？ 提示 (1)一般情況下，合金比純金屬的硬度更大，更堅固； (2)合金的熔點比純金屬低，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； (4)合金的性質可以通過添加的合金元素的種類與含量而進行靈活的控制，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,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——化學腐蝕與電化學腐蝕比較？ 提示,5.新型無機非金屬材料的性能和用途？ 提示,6.單一材料與復合材料的對比？ 提示,7.你對材料的了解有多少？ 提示,1．在我們日常生活中，常用到鋁合金，那么鋁合金有哪些優(yōu)良性能？ 提示 ①密度小質量輕 ②強度大 ③抗腐蝕能力強 2．金屬腐蝕嚴重，防止金屬腐蝕的方法有哪些？ 提示 ①添加保護層：如鍍鋅、噴漆、烤藍等； ②改善內部結構(使用合金鋼)； ③犧牲陽極的陰極保護法(原電池保護)； ④外加電流的陰極保護法(電解池)。,3．鋼化玻璃有哪些優(yōu)點和用途？ 提示 優(yōu)點：耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂。 用途：運動器材；微波通訊器材；汽車、火車窗玻璃等。 4．光導纖維的優(yōu)良性能和用途有哪些？ 提示 由光導纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖通信，傳送高強度的激光。光纖通信的容量比微波通信大103～104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，生產1 km長的光纜只需幾克超純石英玻璃，約可節(jié)省銅1.1 t。,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使用，特別適合制作各種人體內窺鏡，用于切除病變組織，對癌變組織進行灼燒或汽化。 利用光纖還可制造各種傳感器，用以檢測溫度、壓強、磁場、電流、速度等。,5．玻璃鋼是鋼還是玻璃？ 提示 均不是，而是復合材料。 玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)就是玻璃纖維和合成樹脂組成的復合材料。將玻璃熔化并迅速拉成細絲，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)別天然纖維和化學纖維？ 提示,7.今后有機高分子材料發(fā)展趨勢如何？ 提示 目前，世界上有機高分子材料的研究正在不斷地加強和深入。一方面，對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行改進和推廣，使它們的性能不斷提高，應用范圍不斷擴大。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)良導電性能的導電塑料。導電塑料已用于制造電池等，并可望在工業(yè)上獲得更廣泛的應用。,另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強，并且取得了一定的進展，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、機器人、仿生和醫(yī)藥領域已顯示出潛在的應用前景?？傊?，有機高分子材料的應用范圍正在逐漸擴展，高分子材料必將對人們的生產和生活產生越來越大的影響。,材料是人類生產生活的物質基礎，隨著科學技術的發(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、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料，常以材料為載體考查有關物質的性質和用途，考查時還常常與新科技、環(huán)境保護等聯(lián)系在一起，多以選擇題、填空題、實驗題、綜合題呈現(xiàn)，考查角度主要體現(xiàn)在以下幾個方向。,學科思想培養(yǎng)三 關于材料方面的命題角度和解題指導,方向一 金屬的腐蝕與防護 【知識基礎】,【解題指導】 金屬腐蝕本質：A－ne－―→An＋包括化學腐蝕和電化學腐蝕(原電池腐蝕)依據(jù)不同的腐蝕選擇對應的保護方法。,【例1】2000年5月，保利集團在香港拍賣會上花費3 000多萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首。普通銅器時間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]。這三件1760年鑄造的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對其原因的分析，最可能的是 ( )。 A．它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的銅合金 B．它們的表面都電鍍上一層耐腐蝕的黃金 C．環(huán)境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去 D．銅的金屬活動性比氫小，因此不易被氧化,解析 含一定比例的金、銀、錫、鋅的銅合金不容易生銹。 答案 A,方向二 無機非金屬材料的發(fā)展啟示 【知識基礎】 新型無機非金屬材料,【解題指導】 傳統(tǒng)的硅酸鹽材料一般是指以天然的硅酸鹽礦物(黏土、石英、長石等)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世紀中期以后，隨著微電子、航天、能源、計算機、激光、通信、光電子、傳感、紅外、生物醫(yī)學和環(huán)境保護等新技術的興起，對材料提出了愈來愈高的要求，促進了性能更為優(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。它們在化學組成上遠遠超出了硅酸鹽化合物的范圍，而是擴展到了其他氧化物、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，以至幾乎一切無機化合物。,從以上無機非金屬材料的發(fā)展歷史可以清楚地看出：滿足不斷進步的科技需求是材料科學發(fā)展的直接動力，反過來科技發(fā)展又為材料科學的發(fā)展提供了理論和技術保障。,【例2】(原創(chuàng)題)無機聚合物陶瓷材料是近年來在國際上興起的一種新型無機非金屬材料，因其結構類似于某些天然礦物，故稱之為天然礦物聚合物或地質聚合物；其聚合過程在電解質中進行，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(1 000～18 000 ℃)燒結，所以也稱為低溫不燒陶瓷。 下列關于低溫不燒陶瓷的說法中不正確的是 ( )。 A．無機聚合物陶瓷材料不需要高溫燒結，制備耗能少， 成本低,B．無機聚合物陶瓷材料已達到的主要性能指標，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屬和高分子材料 C．無機聚合物陶瓷制備工藝簡單，將黏土經(jīng)過處理，加入無機聚合劑，混合后澆注入模具，成型固化，脫模后即得到產品，技術適應性強，易于普及與推廣 D．無機聚合物陶瓷應用范圍廣，在建筑、交通、冶金、環(huán)保、通信、軍事及核廢料處理等工業(yè)部門已有廣泛應用,解析 隨著無機聚合物陶瓷技術的推廣應用，將來的應用領域一定會越來越廣，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系 【知識基礎】 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制得而未加工成型的聚合物。 塑料、橡膠和合成纖維這三類高分子材料并無嚴格的分界線，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)樗芰稀?【解題指導】 弄清高分子化合物與塑料、橡膠、合成纖維之間的關系，抓住概念的本質，從結構認識物質的性質。,【例3】具有單雙鍵交替長鏈[如：…—CH===CH—CH== CH—CH===CH—…]的高分子有可能成為導電塑料。2000年諾貝爾(Nobel)化學獎授予開辟此領域的3位科學家。下列高分子中可能成為導電塑料的是( )。 A．聚乙烯 B．聚丁二烯 C．聚苯乙烯 D．聚乙炔 解析 乙炔分子結構中存在碳碳三鍵，在發(fā)生聚合反應時，每個乙炔分子都斷裂了其中的一個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 材料的設計方向 【知識基礎】 【解題指導】 從材料結構和性能出發(fā)根據(jù)需求設計出環(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，體會其中所包含的材料設計思想。,答案 在工業(yè)設計中，對材料的設計是非常重要的一步，它涉及材料力學——材料的選擇必須滿足產品的受力、強度等要求；考慮到材料的結構、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)境的關系——在特定環(huán)境中的防腐蝕、防老化要求及不對環(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。,