第四节 材料的发展(学案)

§2.4材料的发展
【温故知新】
1、常见的材料有: 、 、 。
2、金属的生锈的原因
3、金属的防锈的方法
4、有机合成材料包括 、 、 。
【探究新知】
一、材料的发展史（阅读P64页内容）
材料的发展历程：
二、新型材料
（1）最引人注目的新型材料有：
(2)自学课本P65、66内容，了解纳米材料、记忆金属
（3）绿色话题
绿色化学：
绿色食品：
绿色旅游：
绿色装修：
绿色工地：
绿色行为：
想一想：生活中我们可以去做到哪些绿色行为？
三、材料制造与环境保护
1、“绿色”新工艺：
2、
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。如果你们是该厂的技术开发小组，请你们设计几种制备的方法。
3、请对以上方法在原料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。
4、化工生产原则：除了要及时处理好 、 、 “三废“，还要努力
【课内练习】
1、 煤和石油中含有硫元素，燃烧后会产生二氧化硫，为了防止其进入大气，某工厂让废气经过氢氧化钠溶液后再排放。请写出这一过程中的两个化学方程式：
、
2、绿化化学工艺不仅要求无污染和低排放，而且还要求原料的高利用率，你认为最符合这一要要求的是（ ）
A、置换反应 B、分解反应 C、复分解反应 D、化合反应
3、某大型高炉年产生铁4×106吨（设生铁的含铁质量分数为96%，在冶炼过程中铁的损耗不计），则需要含铁的质量分数为50%的赤铁矿多少万吨？
【挑战自我】
1、在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）。某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法。
甲同学根据已学知识，提出了一套回收方案：
乙同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸在溶液中发生反应（方程式为：2Cu + 2H2SO4 + O2 2CuSO4 + 2H2O），于是他提出了另一套方案：
（1）甲方案的①②③三个步骤中，与铜或铜的化合物有关的化学反应方程式分别是：
① ；② ；③ 。
（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为 （填“甲”或“乙”）的方案更合理，理由是
（3）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该加入略过量的铁屑。你认为丙这么说的道理是： 。丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”。请提出你的想法：
（4）最后，老师肯定了同学们的积极思考，但同时指出：方案最后一步所得浅绿色滤液结晶后，会得到一种俗称“绿矾”的工业产品，可增加经济效益。请写出使“绿矾”结晶的两种可能方法： 、 （“绿矾”溶解度随温度升高而增大）。如果直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还会
（5）若上述方案所用的稀硫酸溶质质量分数为36.8%，问每1000mL98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）能配制出这种稀硫酸 g，需水 mL（水的密度为1.0g/mL）。在实验室中稀释浓硫酸时，是如何操作的： 。
（6）根据乙同学查出的方程式（2Cu + 2H2SO4 + O2 2CuSO4 + 2H2O）计算：如果
1000mL98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）稀释后全部参加了反应（假设硫酸不和碎电缆皮、其他杂质反应），所能处理的废料中含纯铜多少克？（请写出计算过程，结果精确到0.1g。）
【挑战自我】答案
（1）① 2Cu + O2 加热 2CuO ； ② CuO + H2SO4 === CuSO4 + H2O ；
③ Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 。
（2）乙 。甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。（关键词：“污染空气”）
（3）“确保CuSO4 用完”或“将Cu完全置换出来”，其他类似说法均可。
将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥；或过滤前在加适量的酸以除去剩余的铁粉。
（4）蒸发 、降温 。 水污染或环境污染。
(5）4900 ，3060 。将浓硫酸沿玻璃棒加入水中。
（6）1177.6g
含铜废料
黑色固体及残留物
足量稀硫酸、加热
②
蓝色溶液及不溶物
过滤
滤液
加铁屑
③
浅绿色溶液及红色沉淀物
过滤
红色粉末
在空气中灼烧
①
△
含铜废料
碎铜、碎电缆皮、其他杂质
加入足量稀硫酸
通入空气并加热
蓝色溶液及不溶物
过滤
滤液
加铁屑
浅绿色溶液及红色沉淀物
过滤
红色粉末
粉碎
△
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