课件28张PPT。2.6 材料的利用和发展学习目标1.知道材料的发展可促进人类文明的发展
2.了解新材料的性能和使用
3.清楚在制造材料的过程中会产生的污染以及如何治理
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原始社会火的发明商朝春秋晚期100多年前21世纪(信息时代)标志着生产力的不断发展新型材料： 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树脂基复合材料 金属基复合材料
陶瓷基复合材料 碳纤维复合材料 纳米陶瓷 记忆合金、纳米金属、金属玻璃 导电塑料做成的塑料电池
人工器官、可降解材料、
高吸水性高分子 纳米材料制成的金属硬度会提高数倍把纳米催化剂溶解在汽油里,可大大提高内燃机的工作效率直接泼到纳米衬衫上的水和油污只是停留在衣服的表层，轻轻一掸就掉下去了，没有留下一点痕迹。 纳米节能灯设在马萨诸塞州的美国陆军士兵系统中心公布了“未来部队勇士 ，“未来战士”的作战制服是高科技的结晶。它系由高科技纳米材料制成，该材料粒子在常态下就像能流动的金属一样，而一旦遇到子弹或者弹片的冲击时，它们彼此之间就会紧密地“锁”在一起，使得一件看似柔软的制服能够迅速变成一套坚硬无比的盔甲。此外，制服距离士兵的身体留有3英寸的空隙，这样可以更好地吸收外来冲击能量。 纳米军服奇妙的碳纳米管 最近，科学家正在致力于一种新型纳米材料--碳纳米管的研究，这是一种非常奇特的材料，它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状"纤维"，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。这样的材料很轻，但很结实。它的密度是钢的1/6，而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。如果用碳纳米管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球-月球乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。 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。 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， 当钇钡铜氧（YBCO）超导材料被冷却到液氮温度（-196℃）时，就从正常态转变为超导态。由于悬浮车和轨道之间没有直接的接触磨擦，只要沿轨道方向给车体一个很小的推动力，悬浮车就将沿轨道延伸方向运动。如果轨道磁场非常均匀（没有磁阻尼的理想状态），且车体在封闭的真空环境中运动，车的运动速度将不会衰减。中国研制的超导悬浮车大堂灯光部分使用了光纤灯光纤材料F-22,先进复合材料占机体的40%，包括机翼、整流片和机身，复合材料的应用大大减少了机身重量。雷达天线是用特殊合成材料制成的。德国制成坚硬耐高温超级陶瓷 据《世界报》报道，德国波恩的达姆施塔特技术大学研制成了一种集坚硬和耐高温两大优点于一体的超级陶瓷。这种新的陶瓷可耐高温1600℃，广泛应用于发动机，汽轮机制造及航天航空工业上。制造这种超级陶瓷的基础材料是一种以硅为基础的塑料，其晶体结构是由硅和氨原子交互而成。在进行高温处理后，这种材料就变成了氮化硅和金刚砂的混合物，表面形成了一层氧化硅，可防止进一步的氧化。 五代时期我国的陶瓷技术已登峰造极了，这时生产的陶器被誉为“青如天，明如镜，薄如纸，声如磐”。 美国“哥伦比亚”号航天飞机的外壳，是由31，000 块金属陶瓷瓦片铺砌而成，经受了返回大气层时所产生的白热化高温的严竣考验。 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。 新型高分子材料新型材料： 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人类在制造材料的过程中会产生许多污染。。。。。。 怎样以铜屑为主要原料制备硫酸铜 铜粉开动脑，巧设计：探究怎样以铜为原料制备硫酸铜？设计方案一:铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水、二氧化碳。原理：Cu + H2SO4（浓）= CuSO4 + SO2 + H2O设计方案二：铜加热生成氧化铜加稀硫酸生成硫酸铜和水。原理：2Cu+O2===2CuO CuO+H2SO4==CuSO4+H2O设计方案三：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：Cu + Cl2== 2CuCl2 CuCl2 + NaOH == Cu(OH)2 + NaCl
Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O试从原料的利用率、安全、操作简便、产生的污染、制备成本等方面评价上述三种方案的优劣。 CuH2SO4浓CuSO4 CuCuOO2CuSO4H2SO4 CuCl2CuCl2Cu（OH）2NaOHCuSO4H2SO4利用率低、会产生污染 可以利用 因所选原料氯气有毒，不符合环保要求评价1.下列从原料到制取较纯的最终产物的实验设计中，理论上正确、操作可行、经济上合理的是（ ）牛刀小试Cu
B工业“三废”废气废水废渣炼钢棕色气体氧化铁回收炼钢一氧化碳化工原料或燃料炉渣矿渣水泥或磷肥热量水蒸气、发电我国工业“三废”处理：材料制造与环境保护 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”新工艺绿色话题绿色食品：安全无公害，不使用化肥和农药绿色旅游：不破坏自然环境和文物设施绿色装修：环保材料——无毒绿色新工艺：生产工艺无毒、节能、安全、原子转化率高绿色话题绿色行为：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牛刀小试本节小结：同步训练课后作业试以锌为主要原料制备硫酸锌还给大自然原有的颜色材料的利用与发展教案
教学要求
了解材料的发展与人类文明的关系
了解新材料的性能和使用
了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治
重点难点
重点：材料的发展对人类文明的促进作用
难点：制造材料过程中产生的污染以及如何治理
教学过程
新课引入：上节课我们讲到了常见的材料，我请同学回答下你知道哪些常见的材料
对于我们人类来说，每一次新材料的出现，都会推动生产力的发展，促进人类文明的进步，所以我们今天先来踏着历史的足迹来看看材料的发展。
课件展示材料发展的历程：
石器 陶器 青铜器 铁器 合成材料 新型材料
①．石器 图片展示 介绍古人使用石器
②．陶器 图片展示 随着人们火的使用，发展陶器
③．青铜器 图片展示 介绍青铜主要成分，介绍几种著名的青铜器
④．铁器 图片展示 铁犁的使用
⑤．合成材料 图片展示 合成塑料
三大合成材料 合成橡胶
合成纤维
合成材料出现在100多年前，合成材料发展到现在可谓无所不在，与我们的生活息息相关，有些塑料结构稳定，不易分解，给环境带来了严重的影响（限塑令）
随着科技的发展，有一些新材料的出现，人们叫他新型材料
给学生1分钟时间阅读课本新型材料 互动：新型材料的概念，新型材料包括哪些？
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
新型材料：
（1）.光电子信息材料
① 光纤通讯材料 —— 信息高速公路的基础材料
半导体微电子材料 —— LED
（2）先进复合材料：欣赏视频并提前提醒学生看过视频后要回答复合材料的特点和种类
（3）超级陶瓷材料：纳米陶瓷与普通陶瓷的区别，来给学生具体的感受。
（4）新型金属材料：提问同学是否整过牙齿 导出 记忆金属
（5）新型高分子材料：介绍用途
（6）超导材料：介绍用途
（7）纳米材料
回顾人类材料的发展历史之后，我们现在来自己动脑子来制作材料
以铜为主要原料制备硫酸铜
1.设计制备方法：
（1）已知铜能与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
（2）______________________________________________________
（3）______________________________________________________
2.实验原理（写出相应的化学方程式）：
（1）______________________________________________________
（2）______________________________________________________
（3）______________________________________________________
（以四人小组形式讨论，并且派代表来讲述自己小组讨论出来的方案）
以一种良性竞争的凡是来激励同学们的兴趣，达到引导科学兴趣的进步效果。
写出方案后，应到学生来评价刚刚想出来的几种方法，想想哪个好，为什么？
给出评价标准：原料的利用率、产生的污染、制备成本、操作步骤等方面
归纳观点
1.下列从原料到制取较纯的最终产物的实验设计中，理论上正确、操作可行、经济上合理的是（ ）
在我们的工业生产中，给我们带来我们需要的产品的同时不可避免的产生污染，我们把它们叫做“工业三废”（图片展示）
引出炼钢的污染，让学生讨论如何治理
氧化铁 回收利用
一氧化碳 工业原料和燃料
炼钢
热量 水蒸汽
炉渣 矿渣水泥或磷肥
先污染再治理是非常不科学的方法，那么有什么更好的办法，引导学生对污染源头的探讨。
化工生产原料：除了处理“三废”，还要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。
绿色化学：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
四、课堂小节
五、同步训练
2.6同步训练
1．全世界每年产生有害物达3亿～4亿吨，对环境造成危害，甚至威胁着人类的生存，所以科学家提出“绿色化学”的概念。下列不属于“绿色化学”研究内容的是( )
A．“绿色化学”研究对环境无污染的清洁能源的开发
B．“绿色化学”研究可降解塑料的开发
C．“绿色化学”就是从源头上消除污染
D．“绿色化学”就是研究形状记忆合金的开发与应用
2．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
3．用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状。关于此天线制作材料的描述错误的是( )
A. 具有形状记忆功能 B. 具有很低的熔点
C. 具有良好的延展性 D. 具有良好的导电性
4．金属铜是一种用途非常广泛的材料。铜及其化合物有如图转化关系：
Cu2(OH)2CO3CuOCuCu(NO3)2Cu(OH)2
其中反应①②③④涉及的反应类型依次是( )
A. 置换、还原、分解、复分解 B. 分解、还原、置换、复分解
C. 化合、分解、复分解、置换 D. 分解、化合、复分解、置换
5．某探究小组设计了下列四种制备物质的实验方案，其中能实现的是( )
A. CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
B. CuOCuCl2溶液Cu
C. FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D. H2HClNaCl溶液
6．小敏设计了一个从空气中分离二氧化碳的操作方案，其基本流程如图所示(部分条件未标出)。
(1)写出流程中生成碳酸钙和氢氧化钠的化学方程式：
(2)整个流程中，除水外，还有两种可以循环利用的物质是 和 (写化学式)
