化学沪教版九下教案：9.2 新型材料的研制

9.2 新型材料的研制
教材分析
随着社会的发展新型材料不断的研制，我们要学会对新型材料的材质进行鉴别，了解使用合成材料对人和环境的影响，通过学习本课增强学生的环境保护意识。
教学目标
【知识与能力目标】
1．知道常见的合成纤维，塑料，合成橡胶及其应用。
2．了解使用合成材料对人和环境的影响。
3．认识新材料的开发与社会发展的密切关系。
【过程与方法目标】
1．通过对学习内容的社会调查和有关资料的查阅，培养学生从多种渠道获取信息的能力，并对获取的信息进行加工。
2．积极主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
3．提出问题，进行初步的科学探究。
【情感态度价值观目标】
1．以材料的利用为载体，培养学生对社会的关注意识。
2．对学生进行社会责任感和使命感的教育。
3．培养学生合理利用各种材料的观念。
教学重难点
【教学重点】
树立合理利用各种材料和环境保护的意识。
【教学难点】
树立合理利用各种材料和环境保护的意识。
课前准备
教师：四种材料的生活物品。
学生：就下列调查主题，进行课前探究活动。
（1）调查制造厨房里各种物品的材料。
（2）将调查材料形成报告并分析材料的主要性能。
课时安排
1课时
教学过程
教学过程
复习：通过第一节的学习我们知道化学有助于人类解决能源危机。
引入：通过今天的学习，同学们将会发现化学为人类提供更丰富的材料。
讲解：时代的划分常以材料为标志，人类社会曾经历了石器时代，青铜器时代，铁器时代和钢铁时代，现又进入高分子时代。让我们阅读P99页回答下列问题。
1．人们对材料的认识、制造和利用经历了哪些发展过程？
天然材料；烧制材料；合成材料；可设计材料；智能材料。
一、金属材料：（1）包括：青铜器时代：青铜（Cu、Sn合金），人类最早使用的合金； （2）铁器时代：生铁和钢；（3）近现代：铝及铝合金、钛合金，特种合金（高强度、高韧、耐高温）贮氢合金、“形状记忆”合金。
2．主要特点和用途：良好的延展性，导电导热性能，有较高的强度和机械加工性能。
缺点：不耐腐蚀
所以：防止金属材料的腐蚀，延长金属材料的使用寿命是保护金属资源的方法之一。
3．你还记得有哪些方法吗？
答：保持洁净和干燥、电镀、涂保护膜。
[过渡讲解]：长久以来，金属一直占据着材料王国的霸主，尤其是钢铁，应用范围更加广泛。钢铁作为材料有它的许多优点，然而也存在着诸如不耐腐蚀、不耐高温、不够坚硬、不能绝热等缺点。有趣的是，钢铁等金属的短处，反过来恰恰是非金属材料的长处。不过陶瓷也有自己的“薄弱环节”：虽硬但无韧性，一碰就碎，一敲就断，而且毫无弯曲延长的余地。
二、无机材料：1．包括：
（1）古代的陶瓷：制陶器、瓷器等
（2）新型陶瓷材料：制发动机零件、人工骨、人工关节、人造牙等
（3）其他：玻璃、水泥、金刚石、单晶硅等
2．主要特性：耐高温、大多数有较强的抗酸、碱等化学物质的侵蚀且不能导电。
缺点：普通的脆性大。
三、合成材料
1．天然高分子材料：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶
天然纤维：①纯棉：用棉花、麻等植物纤维纺纱织成。
鉴别法：点燃之燃烧不旺，不冒黑烟，烧后成细灰。特点：透气、透汗但不耐磨。
②蚕丝、真丝：动物的毛纺纱织成。鉴别法：点燃有烧焦羽毛味，灰不结成硬块。
人造纤维：将竹、木材通过化学方法加工而成。
2．合成高分子材料：合成塑料、纤维、橡胶、粘合剂
①合成纤维：以石油产品、煤、石灰石、水、空气等为原料，通过一系列化学反应制造而成。
鉴别法：（化纤布）点燃之燃烧很旺，冒黑烟，烧后凝结成团。特点：强度大，不易变形。
[学生参考教与学]：列举穿过、看过、听过的各种纤维名称？——纯棉、纯羊毛、兔绒、丝绸、人造丝、人造毛、人造棉、尼龙、锦纶、涤纶等。
纤维的分类
分类 原料 纤维（实物） 备注
天然纤维 棉花、羊毛、蚕丝 棉布、丝绸等 ——
人造纤维 竹、木等 人造棉、丝、毛 化学方法加工
合成纤维 石油、煤、石灰石、水、空气 尼龙、锦纶、涤纶 一系列化学反应合成
[教师引导]：这些不同类别纤维的原料不同、生产加工的方法也不同，那它们的性能有什么不同？穿在身上有什么不同的感觉呢？夏天或冬天你贴身穿的衣服喜欢什么面料——全棉
[学生讨论]：天然纤维吸水性和透气性好；合成纤维强度高、耐磨、弹性好、耐腐蚀、易产生静电。
[教师引导]：除了已知的上述不同性能外，我们还可以通过实验来观察几种纤维性质的不同。请同学阅读P103页活动与探究做好实验。
[探究活动]：1．用镊子分别夹住纯棉、头发、化纤布料在酒精灯火焰上灼烧，辨别气味，摸一下灰分别是什么感觉。
2．另取棉花、头发和化纤布料各两份分别与试管中，分别倒入10%硫酸、3%烧碱溶液，静置5——6分钟，再将6支试管放置于40℃的热水浴中温热5——6分钟后，用镊子取出，用水洗涤纤维，观察用水洗涤时的情况。干燥后，比较它们用酸、碱处理前后的差异。
性质 纤维种类 灼烧情况 受酸溶液的影响 受碱溶液的影响
棉花（纤维素） 燃烧很快、产生黄色火焰，有烧纸的气味灰烬是极细的粉末 变脆 稍微膨胀
纯羊毛（蛋白质） 有烧焦羽毛的气味，灰烬是极细的粉末 几乎无变化 变脆
化纤布料（合成纤维） 纤维先卷缩、熔化，后燃烧，灰烬凝成一个硬块。 几乎无变化 几乎无变化
[教师引导]：人们在大量使用合成纤维的同时，还广泛使用塑料，其制品之多难以想象。
[教师收导]：虽然不同的塑料有不同的性能，但它们都是可以在一定条件下塑造成型的高分子材料。特别要注意的是，日常生活中使作的塑料薄膜有的有毒有的无毒，如聚乙烯薄膜无毒，可用于食品包装；而聚氯乙烯薄膜有毒，使用时（特别在受热时）会分解出对健康有害的物质，不能用于包装食品。
[探究活动]：用燃烧法区分聚乙烯薄膜与聚氯乙烯薄膜
薄膜种类 燃烧是否产生火焰 是否有烟 是否产生气味
聚乙烯
聚氯乙烯
[教师引导]：塑料的广泛应用方便了人们的生活，但大量的废旧塑料也开始危害人类的生存环境，即“白色污染”。阅读下发的资料，了解①废旧塑料是如何对环境造成危害的？②要消除“白色污染”，可采取哪些措施？
[学生讨论]：生产可降解塑料。
②合成塑料：PE：（只含C、H无毒，薄膜可用于包装食品）
鉴别法：烧之，易燃且燃烧时熔融落下，能继续燃烧，无特殊气味产生。
PVC：（含C、H、Cl使用过程中会分解出有害物质，不宜用来盛装食品，但强度大）
鉴别法：烧之，不易燃且燃烧时有一股刺激性气味。
学生活动：分析塑料的使用的利和弊。
四、复合材料
[教师引导]：了解橡胶制品及复合材料。天然材料；烧制材料；合成材料；上述材料性能单一，已不能满足需要，于是一些科技工作者开始研究用新的物理、化学方法，根据实际需要去设计具有特殊性能的材料。近代出现的金属陶瓷、铝塑薄膜等复合材料就属于这一类。
智能材料：能随着环境、时间变化改变自己的性能或形状，如像具有智能。现在研究成功，并崭露头解的形状记忆合金就属于这一类。智能材料已成为材料科学的一个重要前沿领域，有关研究及发展受到人们的极大重视。
[学生阅读P105分析]：不同的材料有不同的性能，航天工业需要特殊的材料。请比较金属材料、陶瓷材料、合成材料、碳纤维复合材料各自的优缺点，你认为哪种材料更适合制造飞机的机翼、火箭的锥头？
答：金属材料强度大，但不耐腐蚀。陶瓷材料耐高温，但脆性大，易破损。合成材料强度大，密度小，但不耐高温。碳纤维复合材料密度小，耐高温，高强度耐酸碱腐蚀，更适合用于航天工业。
[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。
[作业]：教与学。附加题：一课一练部分习题
板书设计
材料的分类
(
金属材料：⑴青铜器时代：青铜（Cu、Sn合金，人类最早使用的合金⑵铁器时代：生铁和钢⑶近现代：铝及铝合金、钛合金，特种合金（高强度、高韧、耐高温）贮氢合金、“形状记忆”合金
)
一、无机材料
(
非金属材料：⑴古代的陶瓷：制陶器、瓷器等⑵新型陶瓷材料：制发动机零件、人工骨、人工关节、人造牙等⑶其他：玻璃、水泥、金刚石、单晶硅等
)
(
天然高分子材料：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶
)
(
合成高分子材料：合成塑料、纤维、橡胶、粘合剂
) (
二、有机材料
)
三、复合材料：混凝土、玻璃钢
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