(共24张PPT)
浙教版九年级上册
第6节 材料的利用与发展
第2章 物质转化与材料利用
引入新课
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
新型材料的出现，大大推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
材料的发展历史：
1、原始人利用石头制成了石斧、石刀、箭头、刮器， 又用兽骨和鱼骨制成了骨针，这使他们捕获了更多的野生动物，并利用它们的毛皮保暖。
新课教学
2、随着火的使用，古代人开始创造和使用陶器，使人类文明得到了较大的发展。
3、在掌握湿法炼铜技术之后，又制造出了种类繁多的青铜器和锐利无比的青铜武器。
4、随着炼铁技术的掌握，人们制造了犁， 从而使农业生产得到了飞速的发展。
5、人们利用黏土烧制砖瓦，又将石材用作房屋的柱子和台阶，使住宅变得富丽堂皇。
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6、大量合成材料的诞生，更使人们的生活变得越来越精彩。
7、随着科学技术的发展，人们有目的地改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料（如图）、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。人类社会进入了信息时代。
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新型材料
新型材料：
新型材料是指那些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。
......
常见新型材料的类型：
1、光电子信息材料
2、先进复合材料
3、超级陶瓷材料
4、新型金属材料
5、新型高分子材料
6、超导材料
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光电子信息材料
是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料
先进复合材料
先进复合材料（简称ACM）专指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。
具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、隔热、隔音、减震、耐高（低）温等特点
优点:
应用:
大量运用到航空航天、医学、机械、建筑等行业
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视频:高级复合材料
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特种陶瓷的应用范围从电容器、滤波器、点火器、保温材料、医疗器械和通讯元件等方向扩展到航天、卫星及半导体芯片等高新技术领域。
超级陶瓷材料分类
按原料组成可分为：氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等。
应用
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视频:陶瓷材料
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形状记忆合金（shape memory alloys，SMA）是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应（shape memory effect，SME）的由两种以上金属元素所构成的材料。
新型金属材料
各种合金都有自己的变态温度。
在它的变态温度时被做成螺旋状而处于稳定状态。在室温下强行把它拉直时，它却处于不稳定状态，因此，只要把它加热到变态温度，它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
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视频：记忆合金
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新型高分子材料
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。
现代高分子三大合成材料:
塑料、合成纤维和合成橡胶
超导材料
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。
新型材料优异特性
新课教学
现代科技发展，促使新型材料研究日益向微观层次深入，产生了纳米材料。
纳米材料:
指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
性能：
纳米材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。
例：
①用纳米陶瓷粉末烧成的陶瓷有很好的韧性，即使被撞倒也不破裂；
②新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；
③将纳米铅粉末加入到固体燃料中，就会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。
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金属纳米材料
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材料制造与环境保护
人们在制造材料的过程中会产生许多污染。
为了减少污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺。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
1. 提出问题：
以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
2.设计制备方法：
（1）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
新课教学
（2）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
（3）将铜与硝酸银反应生成硝酸铜，然后将硝酸铜和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和硝酸钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜。
原理：
Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+ 2NaNO3
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
新课教学
请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方面进行讨论，指出绿色工艺的可行性。
评价：
(1)浓硫酸与铜反应在生成硫酸铜的同时生成了二氧化硫气体，这样既浪费了原料，又因二氧化硫有毒而造成环境污染。
(2)原料利用率高，无污染。
（3）需多步反应，操作复杂，原料成本较高，不经济
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
新课教学
为了保护环境，防治污染，最终达到在保持良好环境的条件下发展工业，我国采取了哪些处理和解决”三废“的措施？
除了及时处理“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,实行“绿色工艺”。
新课教学
炼钢与“三废”的回收利用
当堂检测
1、人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层，这为准晶体的开发和利用提供了先例．下列关于准晶体的说法不正确的是（ ）
A．准晶体具有的耐磨性、耐高温、低密度属于物理性质
B．准晶体铝-锰合金中的原子是静止不动的
C．准晶体具有良好的抗氧化性属于化学性质
D．准晶体的优良性能将会在材料工业中得到广泛应用
B
当堂检测
2、材料与人类生活密切相关。下列物品是由有机合成材料制成的是（ ）
A．羊毛衫 B．塑料脸盆
C．不锈钢餐具 D．玻璃杯
B
3、通过科学研究生产出很多材料,下列物质中不属于新材料的是( )
A.医用人造血管 B.破冰斧柄的玻璃纤维塑料
C.酒精、汽油 D.隔水透气的高分子薄膜
C
当堂检测
4、硫酸铜是精炼铜的主要原料，某工厂用硫化铜(CuS)制硫酸铜，拟选择两个方案：
方案①：硫化铜在硫杆菌(催化剂)的作用下跟空气中的氧气反应生成硫酸铜。
方案②：2CuS＋3O2 = 2CuO＋2SO2，
CuO＋H2SO4 = CuSO4＋H2O。
(1)请写出方案①反应的化学方程式： 。
(2)从环境保护的角度考虑，上述方案应选 更合理。理由是 。
CuS + 2O2 === CuSO4
硫杆菌
①
②中煅烧产生SO2，增加空气污染物
板书设计
第6节 材料的利用与发展
材料的发展：
石器—陶器—金属─合成材料─新型材料
新型材料：
光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型高分子材料、新型金属材料、超导材料
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、复习本章内容，准备单元测试。2.6材料的利用与发展课后检测
班级 姓名
1.中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的16-46倍，可重复使用多达10次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂。下列说法正确的是（ ）
A．在木质海绵中碳原子不再运动
B．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏
对世界各地的水体造成的破坏
C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质
D．木质海绵是一种新型化合物
2.二氧化碳聚合物是二氧化碳在催化作用下生成的高分子化合物，它具有良好的阻气性、透明性和使用后全降解、无污染等优点，被广泛用于医药和食品包装、一次性餐具等行业。下列有关二氧化碳聚合物的说法中，错误的是（ ）
A．二氧化碳聚合物是二氧化碳的固体
B．二氧化碳聚合物生产原料为二氧化碳，原料丰富且价格低廉
C．二氧化碳聚合物的生产和使用，可有效防止其它塑料产生的白色污染
D．二氧化碳聚合物的生产和使用，既减少了温室气体二氧化碳的排放，又得到了非常有用的产品，真正做到了“变废为宝”
3.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。1纳米=10-9米。当材料的晶粒（或微粒）的大小处于纳米级时，其性质就会出现奇异的变化。如：各种块状金属显示一定的颜色（多数银白色，少数呈红色），但当其细化到纳米级时，都成了黑色。纳米ZnO能吸收雷达电磁波，可用作“隐形’’飞机的涂料。下列说法中，你认为正确的是（ ）
A．用氢气还原氧化铜的实验中，得到的铜粉是纳米铜
B．纳米氧化锌的化学性质类似于纳米氧化铁，不能与稀硫酸反应
C．黑白照相底片上析出的银颗粒处于（或小于）纳米级大小
D．“隐形”飞机就是人的肉眼看不到的无色透明的飞机
4.科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是（ ）
A．厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质
B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物
C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化
D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应
5.材料与人类生活密切相关。下列物品是由有机合成材料制成的是 （ ）
A．羊毛衫 B．玻璃杯
C．不锈钢餐具 D．塑料脸盆
6.“绿色化学”能实现零排放(即反应物中的原子利用率达到100%)。CO和H2在一定条件下按照不同的比例可以合成不同的有机化工原料。根据零排放的要求，以CO和H2合成的有机物不可能是（ ）
A．乙醇(C2H6O) B．甲醇(CH4O)
C．甲醛(CH2O) D．乙酸(C2H4O2)
7.中科院广州化学研究所采用最新的纳米技术成功地开发了“用二氧化碳制取全降解塑料”的新技术。下列说法错误的是（ ）
A. 该技术有助于减少“白色污染”
B. 该技术有助于缓解“温室效应”
C. 该技术开辟了利用二氧化碳的新途径
D. 全降解塑料不属于有机合成材料
8.从金属材料的发展历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用则是近百年的事,这个先后顺序与下列因素有关的是( )
①金属的活动性 ②地壳中金属元素的含量
③金属的延展性 ④金属的导电性 ⑤金属冶炼的难易程度
A. ①④ B. ①⑤ C. ②③ D. ④⑤
9.通过科学研究生产出很多材料,下列物质中不属于新材料的是( )
A.医用人造血管 B.破冰斧柄的玻璃纤维塑料
C.酒精、汽油 D.隔水透气的高分子薄膜
10.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
11.硫酸铜是精炼铜的主要原料，某工厂用硫化铜(CuS)制硫酸铜，拟选择两个方案：
方案①：硫化铜在硫杆菌(催化剂)的作用下跟空气中的氧气反应生成硫酸铜。
方案②：2CuS＋3O2 = 2CuO＋2SO2，
CuO＋H2SO4 = CuSO4＋H2O。
(1)请写出方案①反应的化学方程式： 。
(2)从环境保护的角度考虑，上述方案应选 更合理。理由是 。
12.某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程。在如图流程中，沉淀池里物质发生的主要化学反应为：CO2＋2NH3＋CaSO4＋H2O=CaCO3↓＋(NH4)2SO4。
（1）沉淀B高温煅烧反应的化学方程式为 ，该工艺中可循环使用的物质为__________(填化学式)。
（2）实验室里操作①的名称为________________。
（3）从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是 ____________________________________________。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B A C B D A D B C B
CuS+2O2=CuSO4 ; ① ; ②中煅烧产生SO2，增加空气污染物
(1)CaCO3CaO＋CO2↑ CO2 (2) 过滤 (3) 产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生
