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课后小练
1.据悉，某海军建造了一种反水雷的“塑料战舰”，舰身材料是一种强化塑料。则该塑料( )
A.属于天然高分子材料
B.一定是导电塑料
C.具有热塑性
D.是一种具有特殊功能的合成材料
2.绿色化学有助于解决环境污染问题，下列做法不符合绿色化学理念的是( )
A.大力发展公共交通，提倡绿色出行
B.使用可降解塑料，减少白色污染
C.加速石油的开采，可以快速提高人类生活质量
D.为了防止水污染，农业上要合理使用化肥农药
3.已知NO2、SO2、NO是大气污染物。要以铜、硫酸、硝酸钡和硝酸等为原料制备Cu(NO3)2溶液，现设计出四种制备方案，其原理分别是：
①Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O；
④Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O，CuSO4+Ba(NO3)2=Cu(NO3)2+BaSO4↓。
其中，最佳方案是()
①② B.③④ C.③ D.④
4.工业烟气通常含有二氧化硫，在排放前需经脱硫处理。如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略去)。请回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的化学方程式是____________________________。
(2)反应Ⅱ所属的基本反应类型是______________，CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是__________。
(3)已知原料NaOH的价格为2.9元/kg、Ca(OH)2的价格为0.36元/kg。两种工艺中，处理相同质量的SO2，双碱法所需的原料成本更低，其原因是_________________________________________________________________。
5.某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程。在如图流程中，沉淀池里物质发生的主要化学反应为：CO2＋2NH3＋CaSO4＋H2O=CaCO3↓＋(NH4)2SO4。
(1)沉淀B高温煅烧反应的化学方程式为______________________，该工艺中可循环使用的物质为__________(填化学式)。
(2)实验室里操作①的名称为________________。
(3)从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________________________________________________________。
参考答案
1. D
2.C
3. C
4.(1)SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O
(2) 复分解反应 5 : 4 : 6 (3) 通过反应Ⅱ实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量，所以成本降低
5..【答案】(1)CaCO3CaO＋CO2↑ CO2 (2) 过滤 (3) 产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生
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材料的利用与发展
浙教版 九年级上
新知导入
材料在我们生活中无处不在，但我们真的了解吗？
关于材料发展的穿梭时空之旅
新知讲解
材料的发展历程：
石器
陶器
青铜器
钢铁的使用
合成材料的使用
新型材料的使用
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。新型材料的出现，大大推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
原始社会
使用火
商朝
春秋晚期
100多年前
21世纪
新知讲解
石器
用兽骨和鱼骨制成骨针
原始人生产矛的过程
石制割砸器具
新知讲解
陶器
拉坯成形
陶器烧制
出土陶器
新知讲解
青铜器
在掌握湿法炼铜技术之后，又制造出了种类繁多的青铜器和锐利无比的青铜武器。
新知讲解
铁器
随着炼铁技术的掌握，人们制造了犁， 从而使农业生产得到了飞速的发展。
新知讲解
金属使用的历史资料
黄金时代：大约在5000多年前，即公元前3000年，四大文明古国的埃及旅行家里希尔发现黄金
青铜时代：公元前7000年前使用的小型铜器件，如小针、小珠和小锥等。先秦的古籍《考工记》中记载了有名的“六齐”规则，即是青铜的六种配方。据考古推测，这时人们已经能够制得纯铅和纯锡了。从商代的墓葬中先后发现了铅爵、铅戈和铅斛等纯铅制品。
铁器时代：人类对铁的最早知识来源于从太空降下来的陨铁，埃及人称它为“天铁”，冶铁技术也大多是采用固体还原法，后来人们发现了升高炉温的方法而炼出了性能较好的生铁。
汞和炼金术：古人认为金属起源于水银(汞的俗名)和硫磺，实际上，水银是一种银白色的液体金属，颜色和外观与银类似，铜铁锡铅都能溶于水银形成与金银类似的合金--汞齐
新知讲解
随着科学技术的发展，人们有目的地改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。
光电子信息材料
先进复合材料
超级陶瓷材料
新型金属材料
新型高分子材料
超导材料
纳米材料
新知讲解
新型材料
光纤材料
传输损失少，透光性强，易于加工，耐久性强，发光部不发热，不通电只透可见光，几乎不透红外线和紫外线
先进复合材料
先进复合材料（简称ACM）专指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。ACM具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、隔热、隔音、减震、耐高（低）温等特点，已被大量运用到航空航天、医学、机械、建筑等行业。
新知讲解
超级陶瓷材料
按原料组成可分为：氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等。特种陶瓷的应用范围从电容器、滤波器、点火器、保温材料、医疗器械和通讯元件等方向扩展到航天、卫星及半导体芯片等高新技术领域。
超级陶瓷质地坚韧，
制成的刀具削铁如泥
保温材料
纳米材料：
其基本颗粒在1－100纳米范围内的材料。
纳米材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。例如，一般的陶瓷材料脆性较大，可是用纳米陶瓷粉末烧成的陶瓷却有很好的韧性，即使被撞倒也不破裂；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉末加入到固体燃料中，就会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。纳米材料在各个领域有着广阔的应用前景。
新知讲解
记忆金属
各种合金都有自己的变态温度。
在它的变态温度时被做成螺旋状而处于稳定状态。在室温下强行把它拉直时，它却处于不稳定状态，因此，只要把它加热到变态温度，它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
超导材料
当某种材料在低于某一温度时，出现电阻为零的现象即超导现象，该温度即是临界温度（Tc）。超导体是一种抗磁体，低于临界温度时，超导体排斥任何试图施加于它的磁场，在列车车轮旁边安装小型超导磁体，在列车向前行驶时，超导磁体则向轨道产生强大的磁场，并和安装在轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。高温超导体在悬浮列车上应用的研究集中在日本。
中国研制的超导悬浮车
新知讲解
新型高分子材料
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。
一种用新型高分子软质材料制成的“无毛牙刷”在成都亮相。这款新型“无毛牙刷”只湿水不吸水，能阻止各种杂物进入擦体内部。
新知讲解
材料制造与环境保护
人们在制造材料的过程中会产生许多污染。为了减少或消除材料制造过程中的污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺，需要探索 污染物的防治、转化和综合利用的途径。
探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
Cu
CuSO4
？
新知讲解
设计制备方法：
设计方案二:铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水、二氧化碳。
原理：
设计方案三：铜加热生成氧化铜加稀硫酸生成硫酸铜和水。
原理：
设计方案四：将铜与氯气加热转化为氯化铜，然后将氯化铜和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜。
原理：
2Cu+O2=2CuO
Cu+Cl2=2CuCl2
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuCl2 + NaOH = Cu(OH)2+ NaCl
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
设计方案一:铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、氢气。
设计方案五:铜与硫酸亚铁反应生成硫酸铜、铁。
Cu+FeSO4=CuSO4 + Fe
Cu+H2SO4（浓）=CuSO4 + SO2 + H2O
新知讲解
2. Cu
浓H2SO4
CuSO4
Cu(OH)2
4.Cu
Cl2
NaOH
CuSO4
H2SO4
1. Cu
稀H2SO4
CuSO4
5. Cu
FeSO4
CuSO4
不反应,Cu的活动性排在H后面
不会反应,Cu的活动性比Fe弱
CuCl2
讨论:以上方法的可行性。
浓硫酸与铜反应在生成硫酸铜的同时生成了二氧化硫气体，这样既浪费了原料，又因二氧化硫有毒而造成环境污染。
反应原料易得，无污染，原料利用率高
无污染，但需多步反应，操作复杂，原料成本较高，不经济
新知讲解
实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素
(1)科学性：制备过程中每步化学反应是否符合化学反应的规律；
(2)简便性：设计的方案要考虑实际设备情况，操作过程尽可能简便易行，如反应所需的条件和设备是否简单；
(3)经济性：所需原料是否易获取、成本是否低廉；
(4)安全性：操作过程是否存在安全隐患；
(5)环保性：生产过程是否会对环境造成污染。
“绿色化学”
总结：
新知讲解
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
废气
废水
“废渣”的处理一般是制水泥或其他材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化为磷肥等。
废渣
“废气”的处理一般是安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去，一氧化碳可以回收再利用，二氧化硫可利用与碱溶液反应而除去。
“废水”的处理是建立污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀，制成所需要的金属材料等，废水处理达标后再排放到河流中或循环利用。
新知讲解
①及时处理“三废”。
②提高原料的利用率，增加产品的产量。
③煤石油制品进行脱硫处理。
④推广“绿色”工艺，从根本上降低生产对环境造成的污染。
绿色行为：
生活中
不用一次性筷子
不用含氟冰箱
不用含磷洗衣粉
垃圾袋装，分类投放
少用不可降解的塑料制品
节电节水
工业上
课堂总结
材料的发展
材料制造与环境保护
新型材料
材料的发展史
“绿色”化学
三废的防治
光电子信息材料
先进复合材料
超级陶瓷材料
新型金属材料
新型高分子材料
超导材料
课堂练习
1.科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是（ ）
A．厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质
B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物
C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化
D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应
B
2.人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层，这为准晶体的开发和利用提供了先例．下列关于准晶体的说法不正确的是（ ）
A．准晶体具有的耐磨性、耐高温、低密度属于物理性质
B．准晶体铝-锰合金中的原子是静止不动的
C．准晶体具有良好的抗氧化性属于化学性质
D．准晶体的优良性能将会在材料工业中得到广泛应用
B
课堂练习
3.硫酸铜是精炼铜的主要原料，某工厂用硫化铜(CuS)制硫酸铜，拟选择两个方案：
方案①：硫化铜在硫杆菌(催化剂)的作用下跟空气中的氧气反应生成硫酸铜。
高温
方案②：2CuS＋3O2 = 2CuO＋2SO2，
CuO＋H2SO4 = CuSO4＋H2O。
(1)请写出方案①反应的化学方程式： 。
(2)从环境保护的角度考虑，上述方案应选 更合理。理由是 。
②中煅烧产生SO2，增加空气污染物
①
CuS+2O2=CuSO4
硫杆菌
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