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2.6
材料的利用与发展
学案
课题
2.6
材料的利用与发展
章
2
学科
科学
年级
九
【教学目标】
知识与技能目标：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方法与过程目标：1.以怎样以铜为主要原料制备硫酸铜来探究如何选择最优的途径情感、态度与价值观1.通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。
【教学重点】
初步认识新型材料的高科技应用
【教学难点】
1.了解材料的发展史2.根据所学的知识进行探究活动
【导学方法】
考点精讲，讲练结合，课后巩固
【课前预习】
—、材料与人类社会发展1.材料的发展历程：____________________________________。2.人类对金属材料的使用不仅与_________有关，还与__________________有关二、新型材料3.新型材料：指____________________________________的材料。特点：具有__________________，与普通材料的性质差别很大。4.当前，最引人注目的新型材料有：____________________________________等。5.纳米材料：指其___________________________的材料。三、材料制造与环境保护6.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有(1)
_________、(2)
_________、(3)
_________、(4)
_________、(5)
_________7.工业"三废”及处理工业“三废”是指__________________。
学习探究
【新知导入】
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。
【合作探究】
一、材料与人类社会发展1.材料的发展历程主要是什么？2.人类对金属的使用与哪些因素有关？二、新型材料3.什么是新型材料？它的特点是什么？4.当前，最引人注目的新型材料有哪些？5.什么是纳米材料，请你谈一谈？三、材料制造与环境保护6.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有哪些？7.什么是绿色化学？它们特点有哪些？核心是什么？8.什么是工业三废，处理方法有哪些？9.练一练：（1）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（2）(2017◆天水)绿色化学有助于解决环境污染问题，下列做法不符合绿色化学理念的是(
)A.大力发展公共交通，提倡绿色出行B.使用可降解塑料，减少白色污染C.加速石油的开采，可以快速提高人类生活质量D.为了防止水污染，农业上要合理使用化肥农药（3）已知NO2、SO2、NO是大气污染物。要以铜、硫酸、硝酸钡和硝酸等为原料制备Cu(NO3)2溶液，现设计出四种制备方案，其原理分别是：①Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O；④Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O，CuSO4+Ba(NO3)2=Cu(NO3)2+BaSO4↓。其中，最佳方案是(
)A.①②
B.③④
C.③
D.④
【课堂总结】
这节课你学到了什么
【课堂练习】
1.
材料是人类文明进步的标志。下列不同时代物品的材料在加工、制取过程中只发生物理变化的是(
)2.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料，许多材料达到纳米(1纳米＝10－9米)级的大小时，会产生许多让人意想不到的奇特的光、电、磁、热、力和化学等方面的性质。如：将金属制成纳米粉末后就变成了黑色，且不导电，机械强度也大幅度提高。下列说法错误的是(
)A.纳米碳虽然质地柔软，但强度却很大B.纳米氧化锌能吸收电磁波C.金黄色的金粉应该属于纳米材料D.在空气中能自燃的铁粉应该属于纳米材料3.用光导纤维制造内窥镜，探视病人内脏疾病，这是利用了光导纤维(
)A.不发生光辐射
B.能传输大量信息，且不怕腐蚀C.无论怎样绕曲，都能很好地传导光线
D.熔点高，耐高温4.
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5.中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此有下列一些理解，其中错误的是(
)A.金刚石属于金属单质
B.制造过程中元素种类没有改变C.CCl4是一种化合物
D.这个反应是置换反应6.“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列叙述不正确的是(
)A.核能、太阳能、氢能等都是具有广阔开发前景的新能源B.制造“神舟十一号”宇宙飞船，使用了大量新型材料C.有机高分子材料的广泛应用有百利而无一害D.人类应与环境和谐相处，要合理开发和利用化石燃料等矿物资源7.上海世博会上的“冰壶”展馆体现了芬兰的生态创新，该馆所有的建筑材料都是在环保理念上经过精挑细选的，其中采用的纸塑复合材料属于(
)A.金属材料
B.无机非金属材料
C.有机合成材料
D.新型超导材料8.医学上有一种新的治疗管腔狭窄技术，是用一种新型材料制成的支架，在低温下(0～10℃)塑形，装支架置入器，置入狭窄处后在体温下迅速恢复原设计形状，从而解除管腔狭窄问题。这种新型材料是一种(
)A.超导材料
B.纳米材料
C.隐形材料
D.记忆材料9.硼纤维具有较好的耐热性和弹性，不与氯气、水反应，可与某些金属反应制成新型材料。在1200～1300℃时，氯化硼(BCl3)蒸气与干燥、纯净的氢气反应可制得硼和氯化氢。下列说法不正确的是(
)A.含硼纤维的材料可能具有耐热性
B.氯化硼可能与水反应C.该反应中只有两种物质为气态
D.该反应需要在隔绝空气的条件下进行10.人们发现组成铝—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＋3O22CuO＋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.工业烟气通常含有二氧化硫，在排放前需经脱硫处理。如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略去)。请回答下列问题：(1)反应Ⅰ的化学方程式是____________________________。(2)反应Ⅱ所属的基本反应类型是______________，CaSO3中Ca、S、O元素的质量比是__________。(3)已知原料NaOH的价格为2.9元/kg、Ca(OH)2的价格为0.36元/kg。两种工艺中，处理相同质量的SO2，双碱法所需的原料成本更低，其原因是_________________________________________________________________。13.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
课前预习：
1.【答案】石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料
2.【答案】金属的活动性
金属冶炼的难易程度
3.【答案】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
优异特性和功能
4.【答案】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
5.【答案】基本颗粒在1~100纳米范围内
6.【答案】(1)科学性、(2)简便性、(3)经济性、(4)安全性、(5)环保性
7.【答案】废水、废渣和废气
合作探究：
(1)【答案】D
(2)【答案】C
(3)【答案】C
课堂练习：
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】(1)
CuS＋2O2CuSO4
(2)
①
②中煅烧产生SO2，增加空气污染物
12.【答案】(1)SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O
(2)
复分解反应
5
:
4
:
6
(3)
通过反应Ⅱ实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量，所以成本降低
13.【答案】(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
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2.6
材料的利用与发展
教案
课题
2.6
材料的利用与发展
章
2
学科
科学
年级
九年
【教学目标】
知识与技能目标：
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
方法与过程目标：
1.以怎样以铜为主要原料制备硫酸铜来探究如何选择最优的途径
情感、态度与价值观
1.通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。
【教学重点】
初步认识新型材料的高科技应用
【教学难点】
1.了解材料的发展史
2.根据所学的知识进行探究活动
【教学方法】
讲授法；谈话法；讨论法；发现法；探究法
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
【新知导入】
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。
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。
引入新课
【合作探究】
一、材料与人类社会发展
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。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。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。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。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。大量合成材料的诞生，更使人们的生活变得越来越精彩
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、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。
材料的发展历程
【石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料】
讨论：查阅有关人类使用金属的历史资料，了解在不同时代金属使用的状况。
【如我国商代就开始炼铜，春秋战国时期开始冶铁、炼钢等】
人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关，还与金属冶炼的难易程度有关。如人类最早使用的金属材料是铜，目前使用最多的金属材料是铁及铁的合金。虽然地壳中含量最多的金属元素是铝，但由于铝的金属活动性较强，冶炼具有一定的难度，因而铝的利用比铜和铁晚得多。
二、新型材料
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。】
特点：
【具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大。】
当前，最引人注目的新型材料有：
【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、纳米材料等。】
纳米材料：
【指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。】如：纳米陶瓷新型纳米油墨纳米铅粉等。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同。如纳米陶瓷具有很好的韧性；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。
你还知道哪些新型材料？请上网查阅并与同学交流
【树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等都属于先进复合材料。
记忆合金、铝合金、金属玻璃属于新型金属材料。
导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子属于新型高分子材料。】
视频：复合材料
金属纳米材料
纳米（nm）是一个长度概念，1纳米是1米的十亿分之一（10
-9米），20纳米约为一根头发丝的三千分之一。金属纳米材料具有很多金属材料通常没有的优异性能。例如，金属在常温下有很好的韧性与延展性，但在低温时则很脆，而纳米铜（Cu）和纳米铬（Cr）的交替多层结构在零下269℃仍有较高的延展性。纳米金属的熔点大幅度降低，如块状金熔点高达1064℃，而线度为2纳米的金粉327℃就融化了，可为较低温度下形成合金提供新工艺。因为金属纳米微粒对环境中的光、热、湿度和温度极为敏感，因此可将金属纳米材料（如铂、钯等）用于传感器的制造。在火箭燃料中添加1%的超细铝（Al）粉或镍（Ni）粉，燃烧效率可成倍提高。
三、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，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径。
探究
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）___________________________。
【将铜加热转化为氧化铜，然后利用氧化铜和稀硫酸在加热条件下反应制取硫酸铜】
（3）_______________________。
【将铜和氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氟化铜与氫氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和稀硫酸反应制取硫酸铜】
3．实验原理（写出相应的化学方程式）：
（1）
____________________。
【Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O】
（2）
_____________________。
【2Cu+O2=2CuO，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O】
（3）
_____________________。
【Cu+Cl2=CuCl2，CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl，Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O】
4．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，交流并探讨绿色工艺的可行性。
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，交流并探讨绿色工艺的可行性。
【
(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)因所选原料氯气有毒，不符合环保要求。
通过以上探究活动，使同学们懂得积极寻找“绿色”工艺的重要性，从根本上降低生产对环境造成的污染。】
1.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有
(1)科学性：制备过程中每步化学反应是否符合化学反应的规律；
(2)简便性：设计的方案要考虑实际设备情况，操作过程尽可能简便易行，如反应所需的条件和设备是否简单；
(3)经济性：所需原料是否易获取、成本是否低廉；
(4)安全性：操作过程是否存在安全隐患；
(5)环保性：生产过程是否会对环境造成污染。
2.“绿色化学”
“绿色化学”又称为环境友好化学，它的主要特点如下：
(1)充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；
(2)在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废弃物向环境中的排放；
(3)提高原料的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；
(4)生产出有利于环境保护、社会安全和人体健康的环境友好产品。
“绿色化学”给化学家提出了一项新的挑战，其核心就是要利用化学原理从源头上消除污染，国际上对此十分重视。195年，美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰那些在“绿色化学”领域中做出杰出贡献的企业家和科学家。“绿色化学”将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。
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”。
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。】
3.工业"三废”及处理
(1)工业“三废”是指废水、废渣和废气。
(2)处理方法
①“废气”的处理一般是安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去，一氧化碳可以回收再利用，二氧化硫可利用与碱溶液反应而除去。
②“废渣”的处理一般是制水泥或其他材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化为磷肥等。
③“废水”的处理是建立污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀，制成所需要的金属材料等，废水处理达标后再排放到河流中或循环利用。
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。
学以致用
某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的
A、B、C
三步反应的化学方程式。
A.
_________________________________。
B.
_________________________________。
C.
_________________________________。
【2Cu+O22CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu】
了解材料的发展过程
归纳材料的发展过程
知道什么是新型材料及特点
了解纳米材料
阅读了解金属纳米材料
探究怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
设计实验方案
分析方案的可行性
了解实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素
了解绿色化学
了解工业"三废”及处理
学以致用
指导读书自学
引导归纳材料的发展过程
介绍什么是新型材料及特点
介绍纳米材料
指导阅读金属纳米材料
指导探究怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
指导设计实验方案
引导分析方案的可行性
归纳实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素
拓展绿色化学
简介工业"三废”及处理
【课堂练习】
1.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(
D
)
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
2.(2017◆天水)绿色化学有助于解决环境污染问题，下列做法不符合绿色化学理念的是(
C
)
A.大力发展公共交通，提倡绿色出行
B.使用可降解塑料，减少白色污染
C.加速石油的开采，可以快速提高人类生活质量
D.为了防止水污染，农业上要合理使用化肥农药
3.已知NO2、SO2、NO是大气污染物。要以铜、硫酸、硝酸钡和硝酸等为原料制备Cu(NO3)2溶液，现设计出四种制备方案，其原理分别是：
①Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O；
④Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O，CuSO4+Ba(NO3)2=Cu(NO3)2+BaSO4↓。其中，最佳方案是(
C
)
A.①②
B.③④
C.③
D.④
习题训练
知识应用与理解
【课堂总结】
随着科技的发展，出现了各种新型材料：如纳米材料、碳纤维等。
在材料的制造过程中，为了减少或消除对环境的污染，需要设计绿色工艺，以提高原料的利用率，增加产品的产量，同时降低生产对环境的污染。
知识小结
总结概括
【教学板书】
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材料的利用与发展
浙教版
初中
新知导入
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
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。
合作探究
—、材料与人类社会发展
陶器
石器
合作探究
青铜器
钢铁
合作探究
我国化合物半导体材料进入生产阶段
光导纤维——信息高速公路的基础材料
合成材料
新型材料
合作探究
人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关，还与金属冶炼的难易程度有关
石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料
材料的发展历程
合作探究
人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关，还与金属冶炼的难易程度有关
查阅有关人类使用金属的历史资料，了解在不同时代金属使用的状况。
如我国商代就开始炼铜，春秋战国时期开始冶铁、炼钢等
合作探究
具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大
二、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
特点
以超级塑料制成的头盔防弹、抗压、撞不破
超级陶瓷质地坚韧，制成的刀具削铁如泥
超级玻璃能根据光照的强度改变颜色
合作探究
最引人注目的新型材料
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
纳米材料
合作探究
纳米材料
指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料
在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同
纳米陶瓷具有很好的韧性
新型纳米油墨的色调更浓
纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭前进速度加快
合作探究
树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等都属于先进复合材料。
记忆合金、铝合金、金属玻璃属于新型金属材料。
导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子属于新型高分子材料。
你还知道哪些新型材料？请上网查阅并与同学交流
可降解材料
记忆合金
金属玻璃
碳纤维复合材料
合作探究
复合材料
碳纤维
合作探究
金属纳米材料
具有很多金属材料通常没有的优异性能
纳米铜
纳米铬
纳米金
合作探究
(2)将铜加热转化为氧化铜，然后利用氧化铜和稀硫酸在加热条件下反应制取硫酸铜
三、材料制造与环境保护
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）
铜能与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铜、
二氧化硫和水。
(3)将铜和氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氟化铜与氫氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和稀硫酸反应制取硫酸铜
合作探究
(2)2Cu+O2=2CuO，
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
3.实验原理
(3)Cu+Cl2=CuCl2，
CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl，
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
△
硫酸铜
氧化铜
合作探究
(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)因所选原料氯气有毒，不符合环保要求。
通过以上探究活动，使同学们懂得积极寻找“绿色”工艺的重要性，从根本上降低生产对环境造成的污染。
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，交流并探讨绿色工艺的可行性。
合作探究
1.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素
(1)科学性：制备过程中每步化学反应是否符合化学反应的规律；
(2)简便性：设计的方案要考虑实际设备情况，操作过程尽可能简便易行，如反应所需的条件和设备是否简单；
(3)经济性：所需原料是否易获取、成本是否低廉；
(4)安全性：操作过程是否存在安全隐患；
(5)环保性：生产过程是否会对环境造成污染。
合作探究
2.“绿色化学”
主要特点
(1)充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；
(2)在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废弃物向环境中的排放；
(3)提高原料的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；
(4)生产出有利于环境保护、社会安全和人体健康的环境友好产品。
核心
要利用化学原理从源头上消除污染
“总统绿色化学挑战奖”
合作探究
①及时处理“三废”。
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。
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？
废渣
废水
废气
合作探究
“废气”的处理一般是安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去，一氧化碳可以回收再利用，二氧化硫可利用与碱溶液反应而除去。
3.工业"三废”及处理
(1)工业“三废”
(2)处理方法
废水、废渣和废气
“废渣”的处理一般是制水泥或其他材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化为磷肥等。
“废水”的处理是建立污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀，制成所需要的金属材料等，废水处理达标后再排放到河流中或循环利用。
合作探究
炼钢与“三废”的回收利用
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
合作探究
某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的
A、B、C
三步反应的化学方程式。
A.
_________________________________。
B.
_________________________________。
C.
_________________________________。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
2Cu+O2
2CuO
△
课堂练习
1.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
2.(2017◆天水)绿色化学有助于解决环境污染问题，下列做法不符合绿色化学理念的是(
)
A.大力发展公共交通，提倡绿色出行
B.使用可降解塑料，减少白色污染
C.加速石油的开采，可以快速提高人类生活质量
D.为了防止水污染，农业上要合理使用化肥农药
C
D
课堂练习
C
3.已知NO2、SO2、NO是大气污染物。要以铜、硫酸、硝酸钡和硝酸等为原料制备Cu(NO3)2溶液，现设计出四种制备方案，其原理分别是：
①Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
③2Cu+O2
2CuO，CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O；
④Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O，CuSO4+Ba(NO3)2=Cu(NO3)2+BaSO4↓。其中，最佳方案是(
)
A.①②
B.③④
C.③
D.④
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△
课堂总结
随着科技的发展，出现了各种新型材料：如纳米材料、碳纤维等。
在材料的制造过程中，为了减少或消除对环境的污染，需要设计绿色工艺，以提高原料的利用率，增加产品的产量，同时降低生产对环境的污染。
教学板书
材料的利用与发展
石器
陶器
铜器
铁器
合成材料
材料制造与环境保护
新型材料
绿色化学
工业“三废”及时处理
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
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