2.6 材料的利用与发展（课件 25张ppt）

(共25张PPT)
石器
陶器
青铜器
铁器
合成
材料
材料的发展
新型
材料
古代
现代
新型材料
金属基复合材料
碳复合材料
钛合金
新型材料：指新出现或正在发展中的、
具有优异特性和功能并能满足技术进步
所需的材料。
光电子信息材料
光纤：用于通信
光电子信息材料
医学上使用的胃镜：
其主要也是利用光
纤的通信能力
纳米材料：
纳米材料是指其结构单元的尺寸介于
1纳米～100纳米范围之间的材料。
纳米材料具有一定的独特性。
1纳米=10-9米
由于纳米材料的组成粒子小，与大块物体相比其表面积就相对增大，表面原子处于不安定状态，具有较高的表面能量，熔点、磁性、光学、导热、导电特性等性质都有所不同。
“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，例如“掌上电脑”的普及也将成为一种趋势。
“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。
“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性
纳米材料的特点：“更轻、更高、更强”
记忆合金
用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度差、浓度差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，广泛用于海水淡化等。
高分子分离膜
具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零
以及排斥磁力线的性质的材料。
用途：磁悬浮列车、高能粒子加速器等
超导材料
材料制造与环境保护
为了减少或消除材料制作过程中的污染和能源消耗，增加对原材料的利用，人们需要探索更环保的工艺，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径。
怎样以铜为主要原料制备硫酸铜 ？
开动脑，巧设计：
硫酸铜是农药波尔多液的主要原料，由于病虫害严重，一段时间内市场上非常紧缺。
某厂想利用存积的废料——铜屑来制备硫酸铜，以满足市场需求。该厂的技术开发小组设计了三种制备硫酸铜的方法。
三、材料制造与环境保护
设计制备方法：
（1）铜能与浓硫酸在加热条件下反应生成硫 酸铜、二氧化硫和水。
（2）
（3）
实验原理（写出方程式）：
（1）
（2）
（3）
　 Cu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O
△
Cu
浓H2SO4
CuSO4
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
Cu
AgNO3
Cu（NO3）2
Cu（OH）2
NaOH
CuSO4
H2SO4
方案一
方案二
方案三
讨论：如果你是该厂的技术开发小组的成员，你会选择哪一种方案制备硫酸铜？
方案四
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
方案一：　 △
Cu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O
△
方案二：　2Cu＋O2＝2CuO
CuO＋ H2SO4＝ CuSO4＋H2O
Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3
方案三：　Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2
Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
方案四：　Cu＋Cl2 ＝CuCl2
CuCl2 ＋2NaOH＝Cu（OH）2 ↓＋2NaCl
Cu（OH）2 ＋H2 SO4＝CuSO4 ＋2H2O
△
Cu
浓H2SO4
CuSO4
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
方案一
方案二
Cu
AgNO3
Cu（NO3）2
Cu（OH）2
NaOH
CuSO4
H2SO4
方案三
方案四
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
利用率低、会产生污染 、不安全
可以利用
成本高、步骤繁琐
步骤繁琐、药品有毒、不安全
绿色化学：
1、无污染
2、原料利用率高
3、能源消耗少
加强三废的处理等
化合反应
考虑制备的条件
工业“三废”
废气
废水
废渣
绿色话题
绿色食品
绿色旅游
绿色装修
绿色工地
安全无公害，不使用化肥和农药
不破坏自然环境和文物设施
降噪、降尘
环保材料——无毒
绿色行为
想一想生活中我们可以去做到哪些绿色行为
不用一次性筷子
控制实验药品用量
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
不吃野生动物
节电节水
绿色化学
生产工艺无毒、安全、原子转化率高
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”新工艺
三废的防治
总结
考虑因素：原料的利用率、产生的污染、制备成本、操作步骤合理可行性等
物质制备的原则：努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。
练习1：某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
含铜垃圾 黑色固体及残留物 蓝色溶液及不溶物
滤液 浅绿色溶液、红色沉淀物 红色粉末
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的A、B、C三步反应有关的化学方程式。
A._______________________________________________________
B._______________________________________________________
C._______________________________________________________
灼烧
A
加稀H2SO4、微热
B
过滤
浸入铁屑
C
过滤
2Cu+O2=2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
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