《金新學(xué)案》安徽省高三化學(xué)一輪 第3講 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用課件 選修2

第3講化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用考綱展示熱點(diǎn)定位1.了解社會發(fā)展和科技進(jìn)步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。2.了解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點(diǎn)，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.了解用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理。4.了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況，了解新材料的發(fā)展方向。1.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料的生產(chǎn)原理、主要成份、性能及應(yīng)用。2.新型無機(jī)非金屬材料的性能、功能及應(yīng)用。3.金屬冶煉原理、腐蝕與防護(hù)。4.高分子材料、復(fù)合材料的特點(diǎn)及應(yīng)用。一、無機(jī)非金屬材料1．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬(硅酸鹽)材料2．新型無機(jī)非金屬材料(1)新型陶瓷性能與應(yīng)用新型陶瓷碳化硅(SiC)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作優(yōu)質(zhì)磨料和航天器涂層材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、發(fā)動機(jī)受熱面等(3)碳單質(zhì)性能與應(yīng)用碳單質(zhì)金剛石新一代信息材料石墨電的良導(dǎo)體、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用作電極C60在新型儲氫材料、復(fù)合材料、納米材料、超導(dǎo)體的制造方面前景廣闊新型陶瓷因具有光、電、磁、生物和化學(xué)等新的特性和功能，越來越受到人們的青睞。(1)氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它的硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1

300℃時反應(yīng)獲得。①根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是__________(填序號)。A．制氣輪機(jī)葉片 B．制有色玻璃C．制永久性模具 D．制造柴油機(jī)②寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，根據(jù)元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學(xué)式：________。③氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________。④現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)?、氫氣在加?qiáng)熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，同時生成HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________。(2)磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機(jī)非金屬材料，它可用于制造人造骨骼，這是利用這類材料的________(填序號)。A．耐高溫特性 B．電學(xué)特性C．光學(xué)特性 D．生物功能解析析：：根據(jù)據(jù)N和Si的原原子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及元元素素周周期期律律的的知知識識，，可可判判斷斷氮氮元元素素非非金金屬屬性性比比硅硅強(qiáng)強(qiáng)，，故故N顯負(fù)負(fù)價價，，Si顯正正價價，，由由此此可可寫寫出出氮氮化化硅硅化化學(xué)學(xué)式式。。二、、金金屬屬材材料料1．冶煉煉金金屬屬的的方方法法金屬屬的的冶冶煉煉方方法法和和金金屬屬活活動動性性有有著著很很大大的的關(guān)關(guān)系系，，金金屬屬的的活活潑潑程程度度不不同同，，對對應(yīng)應(yīng)的的冶冶煉煉方方法法也也截截然然不不同同，，根根據(jù)據(jù)不不同同金金屬屬的的活活動動性性，，冶冶煉煉方方法法大大致致如如下下：：(3)電解解法法電解解法法冶冶煉煉一一般般用用于于活活潑潑金金屬屬的的冶冶煉煉(如K、Ca、Na、Mg、Al等)。缺缺點(diǎn)點(diǎn)是是耗耗電電量量大大，，成成本本較較高高。。值值得得一一提提的的是是，，冶冶煉煉鋁鋁不不能能用用電電解解熔熔融融AlCl3的方方法法(因共共價價化化合合物物在在熔熔融融時時不不導(dǎo)導(dǎo)電電)。通通常常采采用用電電解解熔熔融融氧氧化化鋁鋁的的方方法法制制取取鋁鋁。。2．煉鐵鐵與與煉煉鋼鋼(1)煉鐵鐵①幾幾種種鐵鐵礦礦石石的的主主要要成成分分：：磁磁鐵鐵礦礦Fe3O4，赤赤鐵鐵礦礦Fe2O3，褐褐鐵鐵礦礦2Fe2O3·3H2O，黃鐵礦FeS2等。②原料：鐵礦礦石、焦炭、、石灰石和空空氣。③原理：(以赤鐵礦為例例，寫反應(yīng)方方程式)4．金屬的腐蝕與與防止(1)金屬腐蝕的類類型①化學(xué)腐蝕：：金屬跟其表表面接觸到的的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2、酸雨等)直接發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)而引起起的腐蝕。②電化學(xué)腐蝕蝕：不同金屬屬或不純金屬屬跟電解質(zhì)溶溶液接觸時，，會發(fā)生原電電池反應(yīng)，比比較活潑的金金屬失去電子子而被氧化引引起的腐蝕。。③常見的電化化學(xué)腐蝕方式發(fā)生條件反應(yīng)原理析氫腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液顯酸性負(fù)極：M－ne－===Mn＋；正極：2H＋＋2e－===H2↑吸氧腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液酸性很弱或顯中性負(fù)極：M－ne－===Mn＋；正極：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(2)金屬腐蝕的防防止和利用①金屬腐蝕的的防止方法②金屬腐蝕的的利用金屬的化學(xué)蝕蝕刻、印刷電電路的腐蝕、、電子元件與與集成電路的精精細(xì)加工都是是利用了金屬屬腐蝕的原理理。(2)電解生成的金金屬鋁是在熔熔融液的________(填“上層”或或“下層”)。(3)陰極和陽極均均由________材料做成；電電解時不斷消消耗的電極是是________(填“陽極”或或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)產(chǎn)品，廢舊鋁鋁材的回收利利用十分重要要。在工業(yè)上上，最能體現(xiàn)現(xiàn)節(jié)能減排思思想的是將回回收鋁做成________(填代號)。a．冰晶石b．氧化鋁c．鋁錠d．硫酸鋁解析：Al2O3的熔沸點(diǎn)很高高，但電解必必須在熔融狀狀態(tài)下進(jìn)行，，故用冰晶石石降低Al2O3的熔化溫度；；陰、陽極材材料只起導(dǎo)電電的作用，不不參與電極反反應(yīng)，選用石石墨；電解時時，陽極發(fā)生生氧化反應(yīng)，，生成的O2與石墨反應(yīng)而而不斷消耗；；最能體現(xiàn)節(jié)節(jié)能減排思想想的是通過物物理變化的方方式將廢舊鋁鋁材回收利用用。答案：(1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c【名師提醒】(1)冰晶石的作用用常?；卮鸩徊坏轿?，不能從降降低Al2O3的熔化溫度方方面回答。(2)對電解Al2O3的原理不理解解，以致電極極材料回答錯錯誤。三、高分子材材料1．高分子化合物物的分類(1)按來源分①天然高分子子化合物：淀淀粉、蛋白質(zhì)質(zhì)、纖維素②合成高分子子化合物：塑塑料、合成纖纖維、合成橡橡膠(2)按結(jié)構(gòu)分①線型高分子子：分子呈長長鏈狀，可溶溶于有機(jī)溶劑劑，受熱軟化化，熔融，有有熱塑性。②體型高分子子：高分子鏈鏈之間形成化化學(xué)鍵產(chǎn)生交交聯(lián)，形成立立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)。不易溶于于有機(jī)溶劑，，受熱不熔化2．合成高分子化化合物的主要要化學(xué)反應(yīng)加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚物，同時有小分子生成的聚合反應(yīng)單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含特征官能團(tuán)如—OH、—COOH、—NH2等單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含特征官能團(tuán)如—OH、—COOH、—NH2等單體種類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子3.新型高分子材材料(1)功能高分子材材料具有某種特定定功能的高分分子材料，常常見的有導(dǎo)電電塑料(如聚乙炔)，離子交換樹樹脂或交換膜膜，高分子醫(yī)醫(yī)藥材料、人人造器官，高高分子吸水材材料，導(dǎo)電高高分子化合物物。(2)復(fù)合材料4．廢舊高分子材材料的回收利利用(1)再生和改性；；(2)生物降降解或或熱裂裂生成成小分分子化化工原原料；；(3)焚燒利利用熱熱能。。(2010·山東高高考)玻璃鋼鋼可由由酚醛醛樹脂脂和玻玻璃纖纖維制制成(1)酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應(yīng)有大量熱放出，為防止溫度過高，應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中________加入甲醛，且反應(yīng)釜應(yīng)裝有________裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或長石)高溫熔融而成，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(3)玻璃鋼鋼中玻玻璃纖纖維的的作用用是______________。玻璃璃鋼具具有____________________等優(yōu)異異性能能(寫出兩兩點(diǎn)即即可)。(4)下列處處理廢廢舊熱熱固性性酚醛醛塑料料的做a．深埋b．粉碎后用作樹脂填料c．用作燃料d．用有機(jī)溶劑將其溶解，回收樹脂解析