人教版安徽省高三化學(xué)一輪 第3講 化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用課件 選修2

1、第3講化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用12022/7/30 星期六考綱展示熱點定位1.了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進作用。2.了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.了解用化學(xué)方法進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。4.高分子材料、復(fù)合材料的特點及應(yīng)用。22022/7/30 星期六一、無機非金屬材料1傳統(tǒng)無機非金

2、屬(硅酸鹽)材料32022/7/30 星期六2新型無機非金屬材料(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、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機葉片、發(fā)動機受熱面等42022/7/30 星期六52022/7/30 星期六(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62022/7/30 星期六新型陶瓷因具有光、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)

3、陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，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。根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是_(填序號)。A制氣輪機葉片B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油機72022/7/30 星期六寫出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：_。氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：_。82022/7/30 星期六現(xiàn)用四氯化硅和氮氣、氫氣在加強熱的條件下發(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：_。92022/7/30 星期六(2)磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機非

4、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102022/7/30 星期六解析：根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識，可判斷氮元素非金屬性比硅強，故N顯負價，Si顯正價，由此可寫出氮化硅化學(xué)式。112022/7/30 星期六二、金屬材料1冶煉金屬的方法金屬的冶煉方法和金屬活動性有著很大的關(guān)系，金屬的活潑程度不同，對應(yīng)的冶煉方法也截然不同，根據(jù)不同金屬的活動性，冶煉方法大致如下：122022/7/30 星期六132022/7/30 星期六142022/7/30 星期六(3)電解法電解法冶煉一般用于活潑金屬的冶煉(如K、Ca、N

5、a、Mg、Al等)。缺點是耗電量大，成本較高。值得一提的是，冶煉鋁不能用電解熔融AlCl3的方法(因共價化合物在熔融時不導(dǎo)電)。通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。152022/7/30 星期六2煉鐵與煉鋼(1)煉鐵幾種鐵礦石的主要成分：磁鐵礦Fe3O4，赤鐵礦Fe2O3，褐鐵礦2Fe2O33H2O，黃鐵礦FeS2等。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。原理：(以赤鐵礦為例，寫反應(yīng)方程式)162022/7/30 星期六172022/7/30 星期六182022/7/30 星期六192022/7/30 星期六202022/7/30 星期六4金屬的腐蝕與防止(1)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕：金屬跟其表面

6、接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2、酸雨等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。電化學(xué)腐蝕：不同金屬或不純金屬跟電解質(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引起的腐蝕。常見的電化學(xué)腐蝕212022/7/30 星期六方式發(fā)生條件反應(yīng)原理析氫腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液顯酸性負極：Mne=Mn；正極：2H2e=H2吸氧腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液酸性很弱或顯中性負極：Mne=Mn；正極：2H2OO24e=4OH222022/7/30 星期六(2)金屬腐蝕的防止和利用金屬腐蝕的防止方法232022/7/30 星期六金屬腐蝕的利用金屬的化學(xué)蝕刻、印刷電路的腐蝕、電子元件與集成電路的精細加工都是利

7、用了金屬腐蝕的原理。242022/7/30 星期六252022/7/30 星期六(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽極均由_材料做成；電解時不斷消耗的電極是_(填“陽極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成_(填代號)。a冰晶石b氧化鋁c鋁錠 d硫酸鋁262022/7/30 星期六解析：Al2O3的熔沸點很高，但電解必須在熔融狀態(tài)下進行，故用冰晶石降低Al2O3的熔化溫度；陰、陽極材料只起導(dǎo)電的作用，不參與電極反應(yīng)，選用石墨；電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的O2與石墨反應(yīng)而不斷消耗

8、；最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過物理變化的方式將廢舊鋁材回收利用。272022/7/30 星期六答案： (1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c282022/7/30 星期六【名師提醒】(1)冰晶石的作用常?；卮鸩坏轿唬荒軓慕档虯l2O3的熔化溫度方面回答。(2)對電解Al2O3的原理不理解，以致電極材料回答錯誤。292022/7/30 星期六三、高分子材料1高分子化合物的分類(1)按來源分天然高分子化合物：淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素合成高分子化合物：塑料、合成纖維、合成橡膠302022/7/30 星期六(2)按結(jié)構(gòu)分線型高分子：分子呈長鏈狀，可溶于有機溶劑，受熱軟化

9、，熔融，有熱塑性。體型高分子：高分子鏈之間形成化學(xué)鍵產(chǎn)生交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。不易溶于有機溶劑，受熱不熔化，有熱固性。312022/7/30 星期六2合成高分子化合物的主要化學(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如OH、COOH、NH2等322022/7/30 星期六單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含特征官能團如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

10、種類只有高聚物高聚物和小分子332022/7/30 星期六342022/7/30 星期六3.新型高分子材料(1)功能高分子材料具有某種特定功能的高分子材料，常見的有導(dǎo)電塑料(如聚乙炔)，離子交換樹脂或交換膜，高分子醫(yī)藥材料、人造器官，高分子吸水材料，導(dǎo)電高分子化合物。(2)復(fù)合材料352022/7/30 星期六4廢舊高分子材料的回收利用(1)再生和改性；(2)生物降解或熱裂生成小分子化工原料；(3)焚燒利用熱能。362022/7/30 星期六(2010山東高考)玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(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_。372022/7/30 星期六(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。玻璃鋼具有_等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是_。a深埋b粉碎后用作樹脂填料c用作燃料 d用有機溶劑將其溶解，回收樹脂382022/7/30 星期六解析：本題考查復(fù)合材料的相關(guān)知識。(1)把甲醛緩慢加入反應(yīng)釜中，并在反應(yīng)釜中裝上冷卻裝置可減慢反應(yīng)速率，防止放熱過快造成溫度過高。 (2)制普通玻璃的原料