2012年高中化学学业水平测试课件：第20讲 生活中的材料

(共28张PPT)
第二十讲　生活中的材料
1．了解生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。
2．了解居室装修材料的主要成分及其作用。
3．了解金属与合金在性能上的主要差异。了解防止金属腐蚀的重要意义。
4．知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。
5．了解生活中常用合成高分子材料的化学成分和性能，及其对人类生活质量和环境质量的影响。
一、应用广泛的金属材料
1．合金：两种或两种以上的________(或________与________)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。
合金的特点；硬度一般比成分金属________，而熔点比成分金属________，用途比纯金属要广泛。
1．金属　金属　非金属　大　低
铁合金 含碳量 成分 性能
生铁 2%～4.3% 铁、碳 生铁硬度大、抗压、性脆，可铸不可锻
钢 碳素钢 0.03%～2% 铁、碳 有良好的延展性，
机械性能好，可铸可锻 含碳量高，硬度大；
含碳量低，韧性较强
合金钢
(不锈钢) 在碳素钢中加入其它元素，如镍、铬等 如不锈钢在空气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
常用的合金
成分 性能
铝合金 向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素 抗腐蚀能力强，强度高，密度较小，如：高压锅是由铝合金制造的
铜合金 黄铜 Cu－Zn合金 高强度、可塑性好、易加工、耐腐蚀，作仪器、日用品
青铜 Cu－Sn合金 高强度、可塑性好、耐磨耐腐蚀，作机器零件
白铜 Cu－Ni合金 光泽好、耐磨、易加工、耐腐蚀，作钢笔、饰品
成分 性能
新型合金 储氢合金 室温下吸收氢气速度快，放出氢气快
钛合金 密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温，主要应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船
耐热合金、形状记忆合金、泡沫合金
2.合金的物理性质：
(1)一般情况下，合金比纯金属硬度更__________、更坚固。
(2)多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都__________。(合金是混合物，但与其它的混合物不同，合金有固定的熔、沸点)
(3)一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的__________，合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。
(4)合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。(如生铁的熔点比纯铁的低)
2. 大　低　总和
3．金属腐蚀
(1)化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发生__________而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀：不纯的金属或合金与__________接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。
(3)钢铁的电化学腐蚀(析氢腐蚀、吸氧腐蚀)
在负极，铁失去电子而被氧化成Fe2＋：Fe－2e－＝Fe2＋
在正极，有两种情况：
吸氧腐蚀电极反应式：__________ 。
析氢腐蚀： 2H＋＋2e－＝ H2↑
吸氧腐蚀使钢铁腐蚀过程：Fe－2e－→Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·XH2O
3. (1)化学反应　(2)电解质溶液　(3)2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
(4)金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。(烤蓝、油漆等)
②改变金属内部的组织结构，制成合金。(不锈钢)
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或与电源负极相连。
二、居室装修材料
1．石材：一般将石材分为大理石、花岗岩，大理石放射性比花岗岩小。根据石材的颜色可以简单判断辐射的强弱，红色、绿色、深红色的辐射超标较多，如：杜鹃红、印度红、枫叶红、玫瑰红辐射较多。
2．陶瓷材料：主要是由含有钾、钠、钙、铝、________盐长石材料烧制而成。
3．塑料材料：主要是以________为基体，以碳酸钙为填充料制成。
4．钢化玻璃材料：将普通______放入电炉中，加强热软化后，急剧冷却而得到的物质，就像钢淬火一样，所以叫钢化玻璃，它的成分和普通玻璃一样，只是性能不同。
2．硅酸　3.聚氯乙烯　4.玻璃
三、水泥、玻璃和陶瓷
1．玻璃工业
(1)制普通玻璃原料——______、_______、______ 。
(2)玻璃成分：普通玻璃和钢化玻璃成分是________，常因混有低价________化合物显浅绿色。石英玻璃和光纤玻璃的成分是________。
2．水泥
(1)水泥原料——________、________。
(2)水泥主要成分：____________(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(________)、铝酸三钙(________)
(3)对环境的污染：主要是______和烧煤产生的______。
1．(1)石灰石　纯碱　石英　(2)Na2O·CaO·6SiO2　铁　SiO2 2．(1)石灰石　黏土　(2)硅酸三钙　2CaO·SiO2　3CaO·Al2O3 (3)粉尘　SO2
3．陶瓷
(1)原料和工艺：陶瓷是以________、长石(钾、钠和钙的铝硅酸盐)、石英为主要原料经过粉碎、成型、煅烧等加工过程的制成品。陶生产工艺比瓷生产工艺简单，陶的结构没有瓷的结构________。
(2)对环境的污染：主要污染物是________和烧煤产生的________对大气污染。陶瓷材料可能造成的污染还有______氡气等。
4．硅酸盐常用表示方法：一般用氧化物形式表示：如：高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4、Al2O3·2SiO2·2H2O。
3．(1)黏土　致密　(2)粉尘　SO2　放射性
四、三大合成材料的基本性质
1．溶解性
(1)线型结构的有机高分子化合物(如：有机玻璃)______在适当的溶剂里，但溶解过程比小分子缓慢。
(2)体型结构的有机高分子化合物(如：橡胶)则________溶解，只是有一定程度的溶胀。
2．热塑性和热固性
(1)线型高分子具有________性——加热到一定温度范围时，开始软化，直到熔化成流动的液体。
(2)体型高分子具有________性——经加工成型后受热就不会________。
1．(1)能溶解　(2)不易　2.(1)热塑　(2)热固　熔化
3．强度
高分子材料的强度一般都比较大，这与高分子的相对分子质量比较大有关，分子内有很强的共价键，分子间的作用力也较大，因而强度一般比无机物都大。
4．电绝缘性
高分子化合物的电绝缘性好，这是由于高分子化合物中只存在________键，没有自由________的缘故。
特别提示：1.塑料、合成橡胶、合成纤维是合成高分子化合物，属于混合物，无固定熔沸点。
2．塑料是具有可塑性的一类高分子材料，酚醛树脂不具有可塑性，也不属于酯类。
4.共价　电子
金属与非金属材料
下列有关物质与其用途(括号内为其用途)不相对应的是(　　)
A．二氧化硅(制光纤)
B．硅和锗(做半导体材料)
C．钢化玻璃(作汽车窗玻璃)
D．氮化硅陶瓷(作导热剂)
解析：二氧化硅是制光纤的原料。硅和锗是重要的半导体材料。钢化玻璃破碎时形成玉米粒大小的颗粒，无尖锐的棱角，不会伤人，故可做汽车窗玻璃。D项中氮化硅陶瓷的其中一个特点是绝热，不能作导热剂。
答案：D
硅酸盐材料
下列各组物质的主要成分都是硅酸盐的是(　　)
A石英玻璃　　　　　 B．有机玻璃
C．陶器和瓷器 D．半导体材料
解析：石英玻璃的主要成分是SiO2，A错；有机玻璃的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，可见B错；半导体材料主要是Si、Ge，D错。
答案：C
(2011年广东龙山中学学业水平模拟)下列对制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是(　　)
A．生产设备相同
B．原料中均有石灰石
C．反应都在高温下进行
D．发生的都是复杂的物理化学变化
解析：制取水泥和玻璃的生产设备肯定不相同，A错；B、C、D明显正确。
答案：A
高分子材料
高分子材料与一般金属材料相比，优越性是(　　)
A．强度大 B．电绝缘性能好
C．不耐化学腐蚀 D．不耐热
解析：高分子材料与一般金属材料相比，优越性是电绝缘性能好，选B。
答案：B
单项选择
1．(2011年广东学业水平测试)下列措施不能有效防止钢铁腐蚀的是(　　)
A．在钢铁中加入铬
B．把钢铁零件放在机油中保存
C．在较小钢铁制品的表面包裹塑料
D．在大型铁壳船上铜块
解析：在钢铁中加入铬，做成不锈钢，可以有效防止钢铁腐蚀；把钢铁零件放在机油中保存、在较小钢铁制品的表面包裹塑料也可以有效防止钢铁腐蚀；在大型铁壳船表面喷涂油漆并铆上Zn块才能有效防止钢铁腐蚀；故答案为D。
答案：D
2．长期使用的不锈钢餐具，它也不会生锈的原因是在炼钢的过程中加入了下列物质(　　)
A．铬、锰　　　　　　　B．铬、硅
C．铬、镍 D．铬、碳
解析：不锈钢是在普通钢中加入中铬、镍，故本题正确选项为C。
答案：C
3．磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料。它可用于制造人造骨骼。这是利用这类材料的(　　)
A．耐高温特性 B．电学特性
C．光学特性 D．生物特性
解析：生物机体有较强的排异性，磷酸钙陶瓷能用于制造人造骨骼，说明有生物特性。
答案：D
4．(2011年广东汕头市学业水平模拟改编)下列有关合金性质的说法正确的是(　　)
A．合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能
B．相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的
C．镁铝合金在盐酸中不能完全溶解
D．合金具有各成分金属性质之和
解析：A明显正确；相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能也不相同的，B错；镁铝合金在盐酸中能完全溶解，C错；合金的性质并不是具有各成分金属性质之和，D错。
答案：A
5．用于飞机制造业的重要材料是(　　)
A．Mg－Al合金 B．Cu－Sn合金
C．Al－Si合金 D．不锈钢
解析：用于飞机制造业的材料要求质轻，明显只有A符合要求。
答案：A
6．(2010年广东省学业水平测试)从“南澳一号”沉船中打捞出大量精美陶瓷，陶瓷材料属于(　　)
A．金属材料 B．无机非金属材料
C．合成高分子材料 D．天然高分子材料
解析：陶瓷是硅酸盐产品，属无机非金属材料。
答案：B
7．(2011年广东深圳学业水平模拟改编)对于某化合成的材料(如塑料制品)废弃物的处理方法中正确的是(　　)
A．将废弃物混在垃圾中填埋在土壤中
B．将废弃物焚烧
C．将废弃物用化学方法加工成涂料或汽油
D．将废弃物倾倒在海洋中
解析：将废弃物混在垃圾中填埋在土壤中、将废弃物焚烧、将废弃物倾倒在海洋中这三种做法会造成环境污染，故只有C符合题意。
答案：C
8．某些建筑材料中含有氡(Rn)，氡是放射性元素。222Rn、219Rn、220Rn分别来自镭、锕、钍，因而分别称为镭射气、锕射气和钍射气。下列有关氡的说法正确的是(　　)
A．氡是双原子分子
B．氡气因其化学性质活泼而对人体有害
C．氡气因其具有放射性而对人体有害
D．222Rn、219Rn、220Rn是三种Rn元素
解析：放射性物质能致使蛋白质发生变性反应，对人产生伤害。
答案：C
9．(2010年山东省济南一中学业水平模拟)环境保护部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，对生活垃圾分类投放，其中塑料袋、旧橡胶是属于(　　)
A．无机物 B．有机物
C．盐类 D．非金属单质
解析：塑料袋、旧橡胶等都是有机聚合物。
答案：B
10．(2011年揭阳市学业水平模拟)我国古代的“药金”，外观上和黄金相似，常被误认为金子，其冶炼方法：将炉甘石(ZnCO3)赤铜矿(Cu2O)和木炭混合加热到800℃左右，即制得金光闪闪的药金，推断药金的组成(　　)
A．Zn B．Cu
C．Zn和C D．Zn和Cu
解析：根据题意可知，药金的组成是Zn和Cu，故选D。
答案：D