新型材料的研制
【教学目标】
一、认知目标:
1.知道材料是社会进步的物质基础,了解材料开发和应用与化学科学发展之间的关系;
2.了解无机非金属材料(如陶瓷、玻璃、水泥等)在生产、生活中的应用;
3.了解纤维等合成材料的分类、性质和用途,知道“白色污染”的危害及其防治方法。
二、能力目标:
1.通过探究性实验掌握几种纤维、聚乙烯与聚氯乙烯的鉴别方法;
2.能够初步了解各种材料的优缺点及其应用。
三、情感目标:
通过材料化学的学习,了解各种材料在社会发展中的重要作用。
【教学重难点】
1.无机非金属材料的用途;
2.合成材料的概念、简单性质和性能及其用途;
3.复合材料的用途。
【教学过程】
一、无机非金属材料
1.主要包括:陶瓷、玻璃、水泥等优点:耐高温;缺点:脆性大。
2.陶瓷:
(1)陶瓷的原料:瓷土、粘土、长石、石英等。
(2)陶瓷的使用。
3.玻璃:
(1)制造玻璃的原料:砂子(主要成分SiO2)、石灰石(主要成分CaCO3)和纯碱(Na2CO3)等;
(2)玻璃的种类及用途:
A.钠玻璃,用途最广泛的、最常见的玻璃;
B.铅玻璃,具有很好的光折射性能,又称光学玻璃;
C.钾玻璃,质坚,主要用于雕刻玻璃,工艺装饰品;
D.钢化玻璃,成份与普通玻璃相同,只是工艺不同,使之质坚,主要用于汽车挡风玻璃等。
问题:制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英,反应原理是碳酸钠、碳酸钙在高温下分别跟石英反应生成硅酸盐(CaSiO3)。写出这两个反应的化学方程式。
二、合成材料(又称,有机合成材料)
1.主要包括:塑料、合成橡胶、合成纤维优点:强度大、密度小;缺点:不耐高温。
2.塑料:
(1)常见的塑料:聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、有机玻璃(PMMA)和电木塑料;
(2)实验:点燃聚乙烯及聚氯乙烯,观察现象。
(3)塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”(废弃塑料的增加,带来的环境污染)
(4)解决“白色污染”问题:
A.尽可能的减少使用塑料制品;B.回收废旧塑料;C.研制和推广可降解塑料。
3.合成橡胶:
(1)向橡胶中添加炭黑,为了增加其耐磨性;
(2)向橡胶中添加硫元素,为了增加其强度,但会减弱其弹性;
(3)合成橡胶与天然橡胶相比,优点为良好的弹性、绝缘性及耐高温性。
4.合成纤维:
(1)合成原料:主要为石油、煤、石灰石、水、空气等;
(2)几种纤维的性质比较实验;
(3)合成纤维的优点与缺点:
A.优点:强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀性;B.缺点:吸水性和透水性差。
三、复合材料
1.定义:是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成的材料,具有更优异的综合性能。
2.主要集中复合材料:
(1)钢筋混凝土:钢筋(金属材料)和混凝土(无机非金属材料)的复合材料;
(2)机动车轮胎:合金钢(金属材料)和合成橡胶(合成材料)的复合材料;
(3)玻璃钢:塑料(合成纤维)和玻璃纤维(无机非金属材料)的复合材料;
(4)碳纤维。
[总结]:上述材料,是长期并存的,它们共同在生产、生活、科研的各个领域发挥着不同的作用。通过今天的学习,同学们发现化学为人类提供更丰富的材料。
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