第6节 材料的利用与发展 导学 (课件 39PPT) ）

课件39张PPT。第6节　材料的利用与发展第2章 物质转化与材料利用第6节　材料的利用与发展考纲要求：列举改善金属材料性能的主要方法。
重要提示：
1．新型材料在许多领域具有广泛的应用前景，它们的发展必将对人类的生活和社会的进步产生深远的影响。新材料的发展和应用是中考考查的热点知识。
2．对材料制造与转化的实验方案、实验装置、实验步骤等用批判的思想进行否定或指出不合理的地方，并能说明相应的理由。第6节　材料的利用与发展新知一　材料与人类社会发展1．原始人类利用________制成了石斧、石刀、箭头等，又用兽骨和鱼骨制成了________。
2．随着________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．____________是信息高速公路的基础材料。石头 骨针 火 光导纤维 第6节　材料的利用与发展互动探究探究点一　材料与人类社会发展 [情景展示]第6节　材料的利用与发展[问题探究]人类使用材料的发展历程是怎样的？ [思考交流] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展[归纳提升] 人类材料的发展历程：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。[课堂速记] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展新知二　新型材料? 1．新型材料是指那些新出现或正在发展中的、具有__________________并能满足______________所需的材料。
2．最引人注目的新型材料有______________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、超导材料等。优异特性和功能 技术进步光电子信息 第6节　材料的利用与发展3．纳米材料是指其基本颗粒在________纳米范围内的材料。常见的纳米材料有纳米陶瓷、纳米油墨、纳米铅粉等。纳米材料在各个领域有着广阔的应用前景。
4．思考与讨论： 你还知道哪些新型材料？
___________________________________________________。1～100 记忆合金，具有记住本来形状的能力； 金属塑料，集塑料与金属特点于一身的新材料(合理即可)第6节　材料的利用与发展互动探究探究点二　新型材料[情景展示]新型材料制品 第6节　材料的利用与发展[问题探究]什么是新型材料？新型材料有什么特点？[思考交流] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展[归纳提升] 新型材料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要的材料。其特点为：具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大。[继续探究]新型材料有哪些？第6节　材料的利用与发展[思考交流] __________________________________________新型材料有光电子信息材料、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、纳米材料、碳纤维等。[归纳提升][课堂速记] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展新知三　材料制造与环境保护1．材料制造的合理途径
探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜。
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？第6节　材料的利用与发展设计制备方法：
(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(相关的化学方程式)：
(1)__________________________________________________。
(2)__________________________________________________。
(3)___________________________________________________。将铜与氯气在点燃条件下反应生成氯化铜，然后将氯化铜与氢氧化钠溶液反应，生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜将铜与氧气加热反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜第6节　材料的利用与发展请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方面进行评价、交流并探讨绿色工艺的可行性。(1)方法原料利用率低，此过程中有污染空气的气体SO2产生，既浪费了原料又造成了环境污染(酸雨)。
(2)方法这两个反应无有害气体产生，原料的利用率较高，适合制取CuSO4 。
(3)方法所选用的原料氯气有毒，安全性不高，且操作步骤多(复杂)，生产成本高。
通过以上探究活动可知，对于某种物质的制取，首先，方案必须合理可行；其次，必须符合绿色化学的要求。因此第二种方法为绿色工艺，且原料利用率高，为最佳方案。第6节　材料的利用与发展2．材料制造与环境保护
(1)工业 “三废”：指__________、________、________。
(2)化学生产原则：在化学工业中，除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的________，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。废水 废渣 废气 利用率 第6节　材料的利用与发展(3)思考与讨论：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？①及时处理“三废”。废气的处理：安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化氮等有害物质除去。废渣的处理：制水泥或其他建筑材料，变废为宝。废水的处理：建污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀并制成金属材料，废水符合排放要求后再排放到河流中或循环利用。 ②提高原料的利用率，增加产品的产量。③煤、石油制品进行脱硫处理。④推广“绿色工艺”，从根本上降低生产对环境造成的污染。第6节　材料的利用与发展互动探究探究点三　材料制造与环境保护[情景展示1]第6节　材料的利用与发展设计制备方法：
(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)__________________________________________________
2．实验原理(相关的化学方程式)：
(1)__________________________________________________
(2)__________________________________________________ (3)__________________________________________________第6节　材料的利用与发展 以金属为主要原料制备相应的盐有多种途径，如何选择最优的途径(如：原料利用率高，产生的污染少)使工艺绿色化？[问题探究][思考交流] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展对于某种物质的制取，首先，必须是方案合理可行；其次，必须符合绿色化学的要求，即制造材料过程中把污染降到最低，甚至无污染的状态，而且原料利用率要高。故将Cu与氧气加热反应生成CuO，CuO与稀硫酸反应制取CuSO4的方法符合上述要求，为最佳方案；铜与浓硫酸制取硫酸铜的反应原料利用率低，此过程中有污染空气的气体SO2产生，既浪费了原料又造成了环境污染；另一种方法是将铜与氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氯化铜与氢氧化钠溶液反应，。[归纳提升]第6节　材料的利用与发展生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜。此方法所选用的原料氯气有毒，安全性不高，且操作步骤多(复杂)，生产成本高，也不符合绿色工艺的要求。[课堂速记] _____________________________________________________
_____________________________________________________第6节　材料的利用与发展[情景展示2]工业三废：废气废水　废渣第6节　材料的利用与发展 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？[问题探究][思考交流] ________________________________________
________________________________________ 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。[情景说明]第6节　材料的利用与发展处理措施：(1)及时处理“三废”。①废气的处理：安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化氮等有害物质除去。②废渣处理：制水泥或其他建筑材料，变废为宝。③废水处理：建污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀并制成金属材料，废水符合排放要求后再排放到河流中或循环利用。 (2)提高原料的利用率，增加产品的产量。(3)煤、石油制品进行脱硫处理。(4)推广“绿色工艺”，从根本上降低生产对环境造成的污染。[归纳提升][课堂速记] _______________________________________第6节　材料的利用与发展石器陶器金属合成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、超导材料第6节　材料的利用与发展
1．下列有关新材料和新科技的说法正确的是(　　)
A．核燃料的放射性污染会造成严重的生态灾难，所以各国应严禁核工业发展
B．常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等
C．纳米材料是一种新材料制成的大米
D．超导体是一种电阻为零的材料，可以用来制造灯丝，灯泡会特别亮 B一、选择题2．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，在“绿色化学工艺”中理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%。下列过程符合“绿色化学”理念的是(　　)CA．实验室制氧气：2KClO3=======2KCl＋3O2↑
B．2C2H5OH＋O2=======2CH3CHO＋2H2O
C．2M＋N===2P＋2Q，2P＋M===Q(M、N为原料，Q为期望产物)
D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu催化剂MnO2二、填空题
3．材料是时代进步的重要标志，复合材料是新型材料研制的重要发展方向。
(1)生活垃圾中的塑料矿泉水瓶、塑料袋属于__________________(填“金属材料”或“有机合成材料”)；目前超市不再免费提供塑料袋，此做法解决的环境问题是____________________。白色污染有机合成材料　(2)衣服通常是由纤维织成的，常见的纤维有棉花、羊毛、涤纶等。其中属于合成纤维的是________；燃烧后能闻到烧焦羽毛气味的是__________。涤纶　羊毛[解析] (1)塑料袋主要是以聚乙烯为原料制成的，聚乙烯属于不可降解的塑料，会污染空气和土壤。(2)涤纶属于合成纤维，灼烧时有特殊气味；羊毛由蛋白质组成，灼烧时会产生烧焦羽毛气味。4．某研究性学习小组在学习了金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物的性质，运用类比的思想提出了如下问题，并进行探究。请帮助他们完成下列有关研究并填写有关空白。
[提出问题] 有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？与流程Ⅰ相比，流程Ⅱ的优点是_________和_______。还可以有更多的流程。若流程Ⅲ与流程Ⅰ相比，也是两步反应，但第一步与铜反应的试剂不同，则流程Ⅲ中第一步反应的化学方程式为______________________________________。[查阅资料与问题解决] 由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程Ⅰ：Cu CuSO4 Cu(OH)2；也可以是流程Ⅱ：Cu CuO CuSO4 Cu(OH)2。H2SO4（浓）NaOH溶液O2H2SO4（稀）NaOH溶液安全　环保Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag直击中考1．【2017·南京】下列材料中属于复合材料的是(　　)
A．不锈钢 B．聚氯乙烯
C．玻璃钢 D．天然橡胶C2．为了节能减排，科学家发明了一种以某种镁硅酸盐矿石[主要成分Mg3Si2O5(OH)4]为原料的新型绿色水泥。全球镁硅酸盐储量丰富，新型绿色水泥不必担心原材料，推广潜力很大。新型绿色水泥与传统水泥对比如图21－K－1所示。(1)传统水泥和绿色水泥的生产过程分别涉及以下反应：
CaCO3 =====CaO＋CO2↑；
Mg3Si2O5(OH)4 =====3MgO＋2SiO2＋2H2O↑。
以上两个反应都属于______________(填写基本反应类型)。高温高温分解反应(2)与传统水泥相比，每生产和使用1 t绿色水泥能够减少排放________t二氧化碳。
(3)传统水泥生产中，高温煅烧某种石灰石50 t，可产生二氧化碳________t。(已知该石灰石中碳酸钙含量为80%，杂质不反应)0.6 17.6[解析] (3)石灰石中含CaCO3的质量为50 t×80%＝40 t。设可产生二氧化碳的质量为x。
CaCO3=====CaO＋CO2↑
100 44
40 t x高温