高二化學(xué)蘇教版選修2課件：專(zhuān)題歸納整合4

專(zhuān)題歸納整合用一句話(huà)表達(dá)下列關(guān)鍵詞：金屬的陽(yáng)極氧化電鍍合金納米材料復(fù)合材料玻璃鋼鋼化玻璃提示金屬的陽(yáng)極氧化：在電解作用下，陽(yáng)極金屬或合金在表面上形成一層致密的氧化膜。電鍍：利用電解原理，在金屬的器件表面形成一層具有抗腐蝕，抗磨損能力的金屬鍍膜的過(guò)程。合金：由金屬與金屬或非金屬熔合而成的有金屬特性的混合物。納米材料：又稱(chēng)超微粒材料，其顆粒直徑在1～100nm。復(fù)合材料：由不同性能的多種材料復(fù)合而成、由基體和增強(qiáng)體兩部分組成。玻璃鋼：是由玻璃纖維和聚酯類(lèi)樹(shù)脂復(fù)合而成的材料。鋼化玻璃：由普通玻璃熔融后而急劇冷卻得到的玻璃。1．電鍍?yōu)槭裁醇颖砻婊钚詣?？提示目的是鍍件上析出的鍍層厚度均勻，光滑致密，與底層金屬附著力強(qiáng)。2．為什么可用氫氟酸蝕刻玻璃？提示氫氟酸盡管屬于弱酸，但腐蝕性很強(qiáng)，能與玻璃中的SiO2反應(yīng)，4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。3．幾種常見(jiàn)合金的比較提示

合金主要成分重要特性主要用途舉例生鐵Fe、C、Si、Mn、S、P等硬度較大，抗壓性強(qiáng)，韌性較差制造曲軸、齒輪、閥門(mén)等不銹鋼Fe、C、Cr、Ni等硬度較大，韌性較好，耐腐蝕性強(qiáng)制造醫(yī)療器械、日常用具等硬鋁Al、Cu、Si、Mg、Mn等密度小、強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)制造火箭、飛機(jī)、汽車(chē)、輪船等續(xù)表黃銅Cu、Zn等有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工，耐腐蝕制造機(jī)器零件，儀表和日常用品等青銅Cu、Sn等有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕制造機(jī)器零件，如軸承、齒輪等白銅Cu、Ni有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕餐具武德合金Pb、Sn、Bi、Cd熔點(diǎn)低保險(xiǎn)絲焊錫Pb、Sn熔點(diǎn)低，附著力較強(qiáng)焊接時(shí)使用的材料鑭鎳合金La、Ni室溫下吸氫快且多，稍加熱又快速釋放出氫高效、方便的儲(chǔ)氫材料4.傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料對(duì)比提示

材料特性種類(lèi)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料①抗腐蝕、耐高溫②質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊普通水泥、普通玻璃、黏土質(zhì)陶瓷新型無(wú)機(jī)非金屬材料①耐高溫、高強(qiáng)度②具有電學(xué)特性③具有光學(xué)特性④具有生物功能高溫結(jié)構(gòu)陶瓷光導(dǎo)纖維續(xù)表氧化鋁陶瓷(人造剛玉)①高熔點(diǎn)②高硬度③可制成透明陶瓷④無(wú)毒，不溶于水，強(qiáng)度高⑤對(duì)人體有較好的適應(yīng)性高級(jí)耐火材料，剛玉球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管、人造骨、人造牙、人造心臟瓣膜、人造關(guān)節(jié)等氮化硅陶瓷①超硬度，耐磨損②抗腐蝕，高溫時(shí)也抗氧化③抗冷熱沖擊，不碎裂④耐高溫且不易傳熱⑤本身具有潤(rùn)滑性制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具的機(jī)械構(gòu)件。用于制造柴油機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面等光導(dǎo)纖維①傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)②抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高③質(zhì)量輕，光纖細(xì)，耐磨蝕通訊材料、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明1．制做電路板的化學(xué)原理是什么？提示氧化還原反應(yīng)2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋2．納米材料有什么特點(diǎn)？提示具有超塑性、高強(qiáng)度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性等。3．“形狀記憶合金”是怎樣記憶的？提示形狀記憶合金是在20世紀(jì)60年代初期發(fā)現(xiàn)的，它是一種特殊的合金，有一種不可思議的性質(zhì)，即使把它揉成一團(tuán)，一旦達(dá)到一定溫度，它便能在瞬間恢復(fù)到原來(lái)的形狀。由鎳和鈦組成的合金具有記憶能力，稱(chēng)為NT合金。首先將預(yù)先加工成某一形狀的這種NT合金，在300～1000℃高溫下熱處理幾分鐘至半小時(shí)，這樣NT合金就會(huì)記憶被加工成的形狀。以后在室溫下無(wú)論形狀怎樣變化，一旦將它的溫度升至一定溫度時(shí)，它就會(huì)恢復(fù)成原來(lái)被加工成的形狀。形狀記憶合金的結(jié)構(gòu)尚未完全探明，為什么金屬會(huì)記住某些固定形狀的問(wèn)題也還沒(méi)有完全搞清楚。據(jù)科學(xué)家推測(cè)，金屬的結(jié)晶狀態(tài)，在被加熱時(shí)和冷卻時(shí)是不同的，雖然外表沒(méi)有變化，然而在一定溫度下，金屬原子的排列方式會(huì)發(fā)生突變，這稱(chēng)為相變。能引起記憶合金形狀改變的條件是溫度。分析表明，這類(lèi)合金存在著一對(duì)可逆轉(zhuǎn)變的晶體結(jié)構(gòu)。如含有Ti和Ni各為50%的記憶合金，有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種是菱形的，另一種是立方體的，這兩種晶體結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)變的溫度是一定的。高于這一溫度，它會(huì)由菱形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎襟w結(jié)構(gòu)；低于這一溫度，又由立方體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱庑谓Y(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型改變了，它的形狀也就隨之改變。具有這種形狀記憶效應(yīng)的合金，除鎳鈦合金外，還先后發(fā)現(xiàn)銅-鋅、金-鎘、鎳-鋁等約20種合金系列、共100多種合金，其中“記憶力”最好的是NT合金。形狀記憶合金的應(yīng)用范圍廣泛，除了可用于溫度控制裝置、集成電路引線(xiàn)、汽車(chē)零件與機(jī)械零件外，由于其與生物體的相容性好、耐腐蝕性強(qiáng)，還可用于骨折部位的固定、人造心臟零件、牙齒矯正等醫(yī)用材料。由于NT合金成本昂貴，目前正研制廉價(jià)的銅系形狀記憶合金。材料在各個(gè)領(lǐng)域有著極其重要的作用。材料是當(dāng)今世界關(guān)注的重點(diǎn)，尤其是新材料的研發(fā)和廣泛應(yīng)用，為人類(lèi)生活質(zhì)量的提高做出了重大貢獻(xiàn)，今后新材料的研發(fā)仍是科學(xué)家研究的方向。所以在高考命題中考查的重點(diǎn)應(yīng)該是各類(lèi)材料在生產(chǎn)、生活、國(guó)防科學(xué)尖端各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，具體考查角度有以下幾個(gè)方向。學(xué)科思想培養(yǎng)四關(guān)于材料的命題角度和解題指導(dǎo)

根據(jù)不同類(lèi)型的合金組成研究其用途，如儲(chǔ)氫合金可用于原電池中，做電池的負(fù)極，鎂、鋁合金可代替有機(jī)合成材料增加美觀、增強(qiáng)強(qiáng)度等?！窘忸}指導(dǎo)】

氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定。請(qǐng)回答：(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是________，在導(dǎo)線(xiàn)中電子流動(dòng)方向?yàn)開(kāi)_______(用a、b表示)。(2)負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)_____________?！纠?】②已知LiH固體密度為0.82g·cm－3，用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_(kāi)_______。③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。解析(1)電池即是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中電子是從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負(fù)極，故電子由a流動(dòng)到b。(2)H2在負(fù)極失電子，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋4OH－－4e－===4H2O。方向二復(fù)合材料在航空、航天領(lǐng)域中的應(yīng)用【知識(shí)基礎(chǔ)】(1)飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體、尾翼中的復(fù)合材料，大多是以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料。作為增強(qiáng)體的纖維是碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維或氧化鋁纖維等耐熱性好的纖維，作為基體的金屬用得較多的是鋁、鎂、鈦等密度小的輕金屬。這類(lèi)材料的特點(diǎn)是耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，不吸濕，不易老化。(2)航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成的，其增強(qiáng)體多為碳纖維、碳化硅纖維或氧化硅纖維；基體的主要成分是各種陶瓷。這種纖維增強(qiáng)陶瓷保持了陶瓷耐高溫的特性，又增加了陶瓷的韌性，使航天飛機(jī)能安全地穿越大氣層返回地球。

國(guó)防、航空、航天技術(shù)的提高離不開(kāi)材料的革新、復(fù)合材料性能優(yōu)良，研發(fā)新的復(fù)合材料意義重大，從復(fù)合材料的組成入手討論其性能和用途，其研究方向：仿生復(fù)合、納米復(fù)合、分子復(fù)合、智能復(fù)合等?！窘忸}指導(dǎo)】

隨著社會(huì)的發(fā)展，復(fù)合材料已成為一