第三章探索生活材料

第三章探索生活材料第一節(jié)合金廚房用具

鐵鍋和下水井蓋高壓鍋青銅器儲氫汽車金飾品一、認識合金（純金屬90種合金達數(shù)千種）合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。性能：1、硬度較大

2、熔點一般比各成分金屬低為什么加入其他元素形成合金以后，金屬的性能與純金屬有很大的差異呢？3、合金的性能可以通過所添加的元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以控制。純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同硬度加大二、使用合金1、鐵合金鐵碳合金：生鐵：鋼：含碳量為2%~4.3%含碳量為0.03%~2%硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，制機座、管道。良好的延展性，機械性能好，制機械和交通工具鋼碳素鋼：不銹鋼

：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼合金元素鉻Cr、鎳Ni2、鋁合金：合金元素Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土金屬硬鋁：Cu40%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si7%性能：密度小、強度大、抗腐蝕用途：飛機和宇宙飛船3、銅合金：黃銅：Cu—Zn（含Zn20%~36%）青銅：Cu—Sn（含Sn10%~30%）24K金合金18K:Au75Ag12.5Cu12.54、新型合金儲氫合金：Ti-FeLa-Ni

形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。（腰托、頸托）1、有關(guān)合金的敘述不正確的是A、合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低B、合金的硬度和強度一般比純金屬高C、合金一定是金屬熔合而成的物質(zhì)D、硬鋁、黃銅和鋼均為合金2、用于飛機制造業(yè)的重要材料是A、Mg－Al合金B(yǎng)、Cu－Sn合金C、Al－Si合金D、不銹鋼CA練習(xí)3、下列關(guān)于鎂鋁合金的說法正確的是A、熔點比鎂、鋁都高B、熔點比鎂、鋁都低C、硬度比鎂、鋁都小D、硬度比鎂、鋁都大4、鋼是由什么組成的合金AFe和CO2BFeO和CCCu和ZnDFe和CBDDFe2O3·XH2O鐵銹：銅綠：Cu2(OH)2CO3第二節(jié)

《金屬的腐蝕和防護》一、金屬腐蝕金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義：本質(zhì)：金屬失去電子被氧化。1、接觸的介質(zhì)不同，2、發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理不同分類：

金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。1、化學(xué)腐蝕金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。家用燃氣灶放在南極已差不多90年食品罐頭2、電化學(xué)腐蝕

不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。

新疆吐魯番，因為該地區(qū)相對干燥，水分稀少，而海南地區(qū)潮濕多雨，溫度高，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。一、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置原電池負極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體）較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬（正極）復(fù)習(xí)二、構(gòu)成原電池的條件:1、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)2、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。

4、兩極相連形成閉合回路。其中鐵作負極,碳作正極。OH-Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe-e-e-e-e-e-有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快相當(dāng)長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無O2，較長時間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2，鐵釘未被腐蝕無現(xiàn)象由于無O2、H2O鐵釘不能被腐蝕植物油鐵釘遇到強酸或有O2、H2O存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時，一般腐蝕速率更快。鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?

在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出少量的H+和OH-,同時由于空氣中CO2的溶解,使水里的H+增多：H2O+CO2H2CO3H+

+HCO3

-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池。請你預(yù)測一下，鐵在月球上會不會生銹？為什么？月球上缺少水分和氧氣

在負極，鐵失去電子而被氧化成Fe2+：

Fe–2e-=Fe2+在正極，有兩種情況：

吸氧腐蝕：2H2O+O2+4e-=4OH–

析氫腐蝕：2H++2e-=H2↑吸氧腐蝕與析氫腐蝕（以鋼鐵為例）水膜呈弱酸性或中性O(shè)2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+

O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3

轉(zhuǎn)化為鐵銹Fe2O3·XH2O燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe2O3?nH2O）。請問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。因為鐵鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因為Fe-C-NaCl形成原電池。鐵作負極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。討論自行車的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機油。金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。

如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。3.金屬的防護總結(jié)金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的？刷油漆包塑料層“機械轉(zhuǎn)動部位”選用油脂鍍耐腐蝕又耐磨的Cr用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換在金屬表面鍍一層比要保護的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換鋅塊金屬的防護方法1、在金屬表面覆蓋保護層2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)3、在要保護的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬刷油漆、涂機油、加塑料層……不銹鋼、馬口鐵、白口鐵……犧牲負極的正極保護法……1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（）A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++

2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-

D練習(xí)2、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是（）A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA練習(xí)3、下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是(）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B4、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)強烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動性順序由強到弱的為：()A．a(chǎn)>c>d>bB．d>a>b>cC．d>b>a>cD．b>a>d>cB第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥

以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)加工制得硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)稱為硅酸鹽工業(yè)。如制造玻璃、陶瓷、水泥等產(chǎn)品的工業(yè)都屬硅酸鹽工業(yè)。一、玻璃1、制造玻璃的主要原料是什么？2、玻璃窯中主要發(fā)生了哪些反應(yīng)？3、玻璃的主要成分是什么？4、玻璃為什么可以被人工吹成不同形狀的制品？1、原料：純堿、石灰石和石英Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑

2、反應(yīng)原理：

復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)：高溫高溫3、主要成分：硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅4、玻璃沒有一定的熔點，受熱逐漸軟化，軟化狀態(tài)可以被吹成任何形狀的制品．玻璃沒有固定的熔點。

沒有一定的熔點而在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化的物質(zhì)。（介于晶體與非晶體之間。）實例特性定義玻璃態(tài)物質(zhì)

四種不同玻璃是如何制造的？各有什么特性和用途？四種特殊玻璃：⑴硼硅酸鹽玻璃：膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好，更耐高溫和耐化學(xué)腐蝕．

用途:高級化學(xué)儀器⑵光學(xué)玻璃：

透光性能好、折光率高用途：眼鏡片、照相機、望遠鏡和顯微鏡中的透鏡等光學(xué)儀器

加入B２O３

加入PbO藍色(Co2O3)紅色(Cu2O)淡綠色(FeO)⑶彩色玻璃：金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)特征顏色。玻璃在鋼化爐里加熱軟化，再急速冷卻得鋼化玻璃。⑷鋼化玻璃：變色玻璃

光CuO2AgBr2Ag+Br2是從高純度的石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100微米的細絲——光導(dǎo)纖維光纖通信優(yōu)點:1、信息容量大，一條光纜通路可同時容納10億人通話，也可同時傳送多套電視節(jié)目；2、質(zhì)量小而且細：每千米27g，不怕腐蝕鋪設(shè)方便；4、成本低：每千米1萬元左右。3、光纖的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽；光學(xué)纖維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈用光導(dǎo)纖維做手術(shù)不用開刀練習(xí)：2.下列關(guān)于玻璃的敘述正確的是（）A.制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英B.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅C.玻璃是幾種成分熔化在一起的晶體D.玻璃是硅酸鈉鹽，有一定的熔點AB1.普通玻璃是

（混合物、純凈物）玻璃可在一定溫度范圍內(nèi)軟化，制成工藝品等。這是因為玻璃是一種

物質(zhì)，沒有固定的

。混合物玻璃態(tài)熔點3.工業(yè)上制造一般的光學(xué)玻璃用到的原料是

（）

A、硼砂、燒堿、氧化銅、石英砂

B、純堿、黏土、石英、氧化銅

C、氧化鉛、純堿、石灰石、石英

D、石灰石、純堿、黏土、硼砂C4.與普通玻璃具有相同組成的（）A、光學(xué)玻璃B、有色玻璃C、鋼化玻璃D、有機玻璃C5.玻璃的性能和用途是由什么決定的？如何減少和利用玻璃垃圾？(1)由玻璃的成分決定的。(2)盡可能回收玻璃瓶，其中一部分可重新制造玻璃制品，一部分經(jīng)消毒可再利用。二、陶瓷1、原

料：2、生產(chǎn)過程：3、反應(yīng)條件：高溫混合→成型→干燥→燒結(jié)→冷卻→陶瓷器黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）5、主要性能：抗氧化、抗酸堿、耐高溫、絕緣、易成型等4、種類：土器、陶器、瓷器等1、混合；2、成型；3、干燥；4、燒結(jié)；5、冷卻；6、陶瓷器1、我國最為著名的陶器、瓷器產(chǎn)地在什么地方？（答案：陶都——江蘇宜興瓷都——江西景德鎮(zhèn)）2、對于一般燒制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？怎樣彌補？表面比較粗糙，而且有不同程度的滲透性。燒制前在坯體表面涂上一層釉，使成品光滑，不滲水。3、在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時的空氣用量不同，都會影響彩釉的顏色，這對你有什么啟示？

在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時生成不同的金屬氧化物，不同金屬氧化物的顏色不同；燒制時空氣用量不同，得到金屬離子的氧化態(tài)不同，顏色也不同高溫結(jié)構(gòu)陶瓷耐高溫、抗氧化、耐腐蝕氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，耐磨損，抗腐蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來制造軸承、汽輪機葉片、永久性模具、機械密封環(huán)等機械構(gòu)件，還可以用來制柴油機。

新型結(jié)構(gòu)陶瓷除氮化硅陶瓷外，還有很多品種，如碳化硼陶瓷、二氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷、鈉米陶瓷等等，它們廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航事業(yè)等方面。三、水泥

粘土、石灰石加適量石膏水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣水硬性水硬性：將水泥與水摻和、攪拌并經(jīng)靜置后很容易凝固變硬，這叫做水泥的水硬性加石膏磨細燒結(jié)煅燒預(yù)熱高溫水泥回轉(zhuǎn)窯示意圖硅酸二鈣(2CaO·SiO2)硅酸三鈣(3CaO·SiO2)鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)鐵鋁酸鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3)生產(chǎn)原料水泥、沙子和碎石的混合物2.什么叫混凝土？1.普通水泥有何優(yōu)良特性？什么叫水泥砂漿？普通水泥有水硬性；水泥、沙子和水的混合物水泥的特性：3、水泥的性能是如何表示的？用強度等級來表示水泥的不同性能。常用的硅酸鹽水泥分為42.5、52.5、62.5三個等級。等級越高，表示水泥的性能越好4、原料中的石膏的作用是什么？

延緩水泥的硬化水泥硬化：水泥配上適當(dāng)分量的水后，調(diào)和成漿，經(jīng)過相當(dāng)長時間，凝結(jié)成塊，最后成為堅硬如石的物體1985年水泥產(chǎn)量達1.46億噸，居世界第一。1、下列物質(zhì)有固定熔點的是：A、鋼化玻璃B、水泥C、碳酸鈉D、水玻璃2、在制取水泥、玻璃的生產(chǎn)中，共同使用的原料是A、純堿B、石灰石C、石英D、焦碳CB3、下列說法正確的是A、玻璃是一種晶體B、水玻璃在空氣中能變渾濁，水泥無論在空氣中還是水中都能硬化C、制備光導(dǎo)纖維的重要原料是玻璃D、水泥工業(yè)中最重要的設(shè)備是高爐E、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷具有熔點高、硬度大、密度小的特點C4、熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是A、石英坩堝B、普通玻璃坩堝C、生鐵坩堝D、陶瓷坩堝5、某型號水泥主要成分為Ca2SiOx、Ca3SiOy、

Ca3Al2Oz，則：X=——y=——z=——制取該水泥所用的原料是————C456石灰石粘土第四節(jié)塑料、纖維和橡膠一、合成材料三大合成材料：

塑料、合成纖維、合成橡膠

黏合劑、涂料……1.塑料（六個問題）①聚乙烯的組成元素是什么？怎樣制得？什么是單體？⑥生活中你接觸到哪些塑料制品？它們的成分是什么？⑤從塑料的結(jié)構(gòu)分析，塑料在一般情況下會導(dǎo)電嗎？④如何解釋熱塑性塑料與熱固性塑料在性質(zhì)上的差別？③塑料分成哪兩大類？各有什么性質(zhì)？②什么是塑料？它和樹脂有什么不同？①聚乙烯的組成元素是什么？怎樣制得？什么是單體？它是由乙烯通過加成聚合反應(yīng)制得；

單體是能合成聚合物的小分子物質(zhì)。

由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。由不飽和的相對分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成高分子的反應(yīng)，同時也是加成反應(yīng)，又稱加聚反應(yīng)。

聚乙烯的相對分子質(zhì)量可達幾萬到幾十萬。這種化合物屬于高分子化合物

或高聚物。nCH2CH2催化劑CH2-CH2n[]-----

②什么是塑料？它和樹脂有什么不同？塑料是由樹脂及增塑劑、防老化劑等添加劑組成的，它的主要成分是樹脂。因有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，故塑料和樹脂也常混用。

主要成分:樹脂及增塑劑、防老化劑塑料是相對分子質(zhì)量很大的聚合物，往往由小分子的帶有不飽和鍵有機物（單體）聚合而成③塑料分成哪兩大類？各有什么性質(zhì)？熱塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料熱固性塑料（酚醛塑料）特性：受熱時軟化并可熔化成流動的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復(fù)加工，多次使用特性：在制造過程中受熱時能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會受熱熔化

熱塑性塑料固態(tài)時的線型結(jié)構(gòu)熱固性塑料硬化后的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱固性塑料再次受熱時，鏈與鏈間會形成共價鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型④為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)。受熱時，分子間作用力減弱，易滑動；冷卻時，相互引力增強，會重新硬化塑料中的原子是以共價鍵形成的，沒有自由移動的離子。因此，在一般情況下塑料不易導(dǎo)電，是良好的電絕緣材料?！皩?dǎo)電聚合物”塑料的電絕緣性是相對的聚乙炔P63⑤從結(jié)構(gòu)分析,塑料在一般情況下會導(dǎo)電嗎?⑥2、纖維和橡膠幾種纖維的性質(zhì)實驗天然纖維：

棉花、羊毛、蠶絲和麻等纖維合成纖維：

腈綸(人造羊毛)、錦綸(尼龍)、維綸、氯綸、滌綸(的確良)和丙綸等“六大綸”

合成纖維具有優(yōu)良的性能：如強度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等。纖維橡膠

橡膠是制造飛機、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯：2、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠通用橡膠：

丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：

耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴寒的硅橡膠等硅橡膠3、硫化橡膠優(yōu)點:具有較高的強度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等硫的作用？二、復(fù)合材料學(xué)與問每種材料都有它的優(yōu)缺點：金屬材料強度大，但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強度大、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來，制成復(fù)合材料，使各組分材料在性能上進行互補，同時產(chǎn)生某些特殊性能。由于復(fù)合材料的設(shè)計自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各組分材料的含量來滿足不同的需求。因此，復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢。二、復(fù)合材料復(fù)合材料：兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料。一般包括基體和增強劑

什么是復(fù)合材料？使用復(fù)合材料的例子有哪些？它是如何制得的？主要應(yīng)用于哪些？玻璃鋼（即玻璃纖維增強塑料）玻璃鋼即玻璃纖維增強塑料,是將玻璃熔化并迅速拉成細絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃纖維加到合成樹脂中，就制得玻璃鋼性能：強度達到某些合金鋼的水平，耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和易加工性能，具有較好的韌性。應(yīng)用：汽車車身、火車車箱和船體以及印刷電路板。材料金屬材料非金屬材料復(fù)合材料無機非金屬材料有機非金屬材料傳統(tǒng)材料新型材料天然材料合成材