第二章第4节 材料的发展
斜桥中学 倪英
教学目标：1、了解材料的发展与人类文明的关系
2、了解新型材料的性能和使用
3、了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治
教学重点：材料的发展和利用对人类文明的促进作用
教学难点：运用物质转化规律指导材料的发展和利用，培养学生科学的思维方法
教学过程：
复习引入：常见的材料有哪几类？请各举出几种。
新课导入：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。
阅读课本、观看图片：
说一说：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
在人类的历史进程中，每次新型材料的出现，都推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
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。
包括：光电子材料：半导体微电子材料、光纤通信材料、数据存储材料等。
先进复合材料：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
超级陶瓷材料：纳米陶瓷、航天器的烧蚀材料、用于光学材料的透明陶瓷等。
新型金属材料：记忆合金、贮氢合金、铝合金、金属玻璃等
新型高分子材料：高分子分离膜、导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料等。
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。
纳米材料：纳米陶瓷、纳米油墨等。
说一说、看一看：有关新型材料性能和使用的图片资料
未来材料的展望
人们在制造材料过程中会产生许多污染，人们需要探寻无污染或低排放的“绿色”新工艺。
材料制造与环境保护
探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
1、设计实验方案：课本介绍了一种方案，其它方案由学生讨论拟定。
2、讨论时说出实验的原理：
方案一： Cu＋2H2SO4（浓）△CuSO4＋SO2↑＋2H2O
方案二： 2Cu＋O2△2CuO
CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
方案三： Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2
Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3
Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
3、针对原料的利用率、产生的污染、制备、成本等方面进行讨论
方案一：原料利用率低、会产生污染
方案二：原料利用率高，无污染
方案三：步骤多、成本高。
化工生产原则：除了及时处理好“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。
小结
课堂练习：课本第79页1－3题
作业：作业本
课件25张PPT。第4节 材料的发展材料的发展史请你说一说你知道这些材料出现的早晚顺序吗？ 材料的发展史材料的发展历程： 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) 新材料的出现推动生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。新材料： 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： 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。 树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等半导体材料、光纤材料、数据存储材料等纳米陶瓷、航天器的烧蚀材料等记忆合金、贮氢合金、铝合金、金属玻璃等高分子分离膜、导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料等最诱人的应用是发电、输电和储能新型高分子材料超级陶瓷材料记忆合金 记忆合金最令人鼓舞的应用是在航天技术中 记忆合金可以制成任意变形的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。 讨论 现在有些同学牙齿排列不整齐,你知道医学上是采用什么办法进行矫形的吗? 纳米材料是指由粒径在1-100纳米之间的粒子组成的材料。与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面有很大不同。
纳米材料 纳米碳管是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状纤维，很轻，但很结实。用来做防弹背心是再好不过的了。纳米碳管的细尖极易发射电子，用于做电子枪，可做成几厘米厚的壁挂式电视。
如果把透明、防油、防水的纳米材料颗粒组合在大楼表面或窗玻璃上，大楼不会被空气中的油污弄脏，玻璃也不会沾上水蒸气而永远透明。
纳米材料在医学上前途不可限量。用数层纳米材料包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。
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隐形飞机F-117、F22未来材料的展望 如果在未来的某一天，你有机会参与研制一种新型材料，你最想研制具有什么特点和用途的新型材料？ 展望未来，材料科学的前景是美好的，社会需要材料,开发新材料需要大家学好科学。
人们在制造材料的过程中会产生许多污染，人们需要探寻无污染或低排放的“绿色”新工艺。材料制造与环境保护 探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜 CuCuSO4设计方案一:铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水、二氧化硫。原理：Cu +2 H2SO4（浓）= CuSO4 + SO2 +2 H2O某些金属
氧化物非金属某些非金
属氧化物盐和水盐和盐碱和盐酸和盐金属和盐盐盐和氢气单质、氧化物、酸、碱、盐相互转化关系图探究怎样以铜为原料制备硫酸铜？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 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。评价方案一：生成了 SO2气体，既浪费了原料， 又造成环境污染。方案二：原料利用率高，无污染。方案三：步骤多、成本高。废水废渣废气讨论 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。化工生产原则： 除了及时处理好“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”。 小结：
