(共23张PPT)
第十一单元 化学与社会发展
第二节 化学与材料研制
1.知道材料是社会进步的物质基础,了解材料的开发应用与科学发展的关系。
2.知道硅酸盐材料、合成材料、复合材料在生活生产中的应用。
3.了解“白色污染”的危害与防治方法。
人类经历的使用材料的时代
石器时代 青铜器时代
复合材料时代 铁器时代
一、用途广泛的非金属材料
1.材料的分类
按材料的组成的分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
2.常见的非金属材料
玻璃、水泥、陶瓷。
3.玻璃的制取
(1)原料:纯碱、石灰石和石英砂(主要成分为SiO2)。
(2)反应原理:将原料按一定的质量比混合,经高温烧制而成。有关反应的化学方程式:
Na2CO3+SiO2 ==== Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 ==== CaSiO3+CO2↑
(3)成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 。
高温
高温
玻璃是纯净物还是混合物?
在制造玻璃的过程中,如果加入某些金属氧化物,还可以制成有色玻璃,例如:加入氧化钴后的玻璃呈蓝色,加入氧化亚铜后的玻璃呈红色。我们看到的普通玻璃,一般呈浅绿色,这是原料中混有二价铁的缘故。
4.玻璃的种类、特性和用途
种类 特性 用途
普通玻璃 在较低温度下软化 窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯
石英玻璃 膨胀系数小,耐酸、碱,强度大、滤光 化学仪器、高压水银灯、紫外灯的灯壳等
光学玻璃 透光性能好,有折光性和色散性 眼镜片、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器
玻璃纤维 耐腐蚀、绝缘性好、耐热性好 太空飞行员的宇航服、玻璃钢等
钢化玻璃 耐高温、强度大 运动器材,微波通信器材,汽车、火车窗玻璃等
防弹玻璃 强度特大 制作汽车门窗、坦克和装甲车的瞭望孔
单质硅的制取与应用
(1)原料:石英砂。
(2)方法: 三氯硅烷还原法。
(3)反应原理:
SiO2+2C ==== Si+2CO↑ (反应温度:1300~1400 ℃ )
Si+3HCl ==== HSiCl3+H2
HSiCl3+H2 ==== Si+3HCl (反应温度:900~1100 ℃ )
(4)应用:电脑芯片。
高温
250℃
高温
二、来自石油的有机合成材料
(1)生活中有机高分子材料有哪些?
(2)塑料的特点是什么?
1.有机高分子材料
(1)概念
有机高分子材料是由许多有机小分子连在一起,聚合成大分子而形成的,相对分子质量很大。
(2)分类
(3)鉴别
燃烧法鉴别
①棉花:易燃,有烧纸的气味,生成灰白色。细而软的灰烬。
②羊毛:起泡成球,有烧焦羽毛气味,生成黑褐色小球。
③合成纤维:先熔化再燃烧,有刺激性气味,生成黑色硬块。
名称 性能 用途
聚乙烯塑料 ①无毒;②有一定的弹性,但强度较差;③不能经受80℃以上的温度;④有一定的透气性等 制食品袋、药物包装材料、日常生活用品等
聚氯乙烯塑料 ①有毒,使用过程中会释放出对人体有害的物质;②抗 水性好;③电绝缘性好等 制雨衣、鞋底、电线外包皮、管道、建筑材料等
聚苯乙烯塑料 ①电绝缘性能好;②透光性好;③耐水、耐化学腐蚀;④无毒 电视机壳,汽车、飞机零件,玩具,医药卫生用品、日常用品
聚四氟乙烯塑料 ①耐腐蚀;②摩擦系数小 制造容器、管道、阀门,涂在锅的表面制成“不粘锅”
2.塑料
3.白色污染
(1)含义:“白色污染”即指塑料塑料给环境带来的危害。
(2)成因:人们使用的塑料购物袋。食品包装袋、一次性饭盒等随意丢弃,在自然界中很难降解。
(3)危害:长期堆积会破坏土壤,污染地下水,危害海洋生物,污染空气等。
(4)防治:减少使用不必要的塑料制品;重复使用某些塑料制品;使用新型的、可降解的塑料;回收各种废弃塑料。
(1)聚乙烯薄膜无毒,可以包装食品;聚氯乙烯薄膜在使用中分解出对健康有害的物质,从而污染食品,不宜用于包装食品。
(2)可降解塑料不会造成污染的原因
可降解塑料是在较短的时间内,在自然条件下能够自行降解的塑料。可降解的塑料一般分为四大类: ①光降解塑料: 在塑料中掺入光敏剂,在日照下使塑料逐渐分解。
②生物降解塑料:在微生物的作用下,可完全分解为低分子化合物的塑料。 ③光/生物降解塑料:光降解和微生物相结合的一类塑料,它同时具有光和微生物降解塑料的特点。 ④水降解塑料:在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。
三、性能优良的复合材料
1.定义:由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法复合在一起制成的新材料。
2.特点:强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高(低)温性好。
3.常见的复合材料:钢筋混泥土、机动车轮胎、玻璃钢。
4.应用:广泛应用于航空航天、电子电气、汽车工业、建筑等领域。
哪些物品是用玻璃钢制作的?
(1)玻璃钢既不是玻璃也不是钢,而是在塑料中加入玻璃纤维制成的。它既有玻璃般的透明性或半透明性,又有钢铁般的高强度。
(2)复合材料集中了组成材料的优点,并避免了组成材料的弱点,具有综合性能更优异的特点。
1.用途广泛的非金属材料
(1)材料的分类
(2)玻璃的制取
(3)玻璃的种类和用途
2.来自石油的有机合成材料
(1)有机高分子材料
(2)塑料
3.复合材料
(1)定义及特点
(2)常见的复合材料
(3)应用
1、下列生活用品由有机合成材料制成的是( A )
A、尼龙袜子 B、砂锅 C、铁锅 D、瓷碗
2、(双选)下列物质中不属于复合材料的是( CD )
A、钢筋混凝土 B、玻璃钢 C、铁锅 D、瓷碗
3、玻璃、有机玻璃、玻璃钢、不锈钢四种物质,其中属于金属材料的是 不锈钢 ,属于无机非金属材料的是 玻璃 ,属于合成材料的是 有机玻璃 ,属于复合材料的是 玻璃钢 。
4、下列校园运动设施或器材中,没有用到有机合成材料的是( A )
A、钢制单杠 B、塑胶跑道
C、排球 D、尼龙跳绳
5、材料与人类生活紧密相关,下列物品与所用材料的对应关系不正确的是( B )
A、陶瓷 非金属材料 B、玻璃钢 金属材料
C、食品袋 塑料 D、不锈钢餐具 铁合金
6、下列说法正确的是( D )
A、玻璃钢和碳纤维是天然材料
B、钢铁在海水中不易腐蚀
C、白色物质造成的污染称为“白色污染”
D、用灼烧的方法区别棉花和羊毛
谢谢!