《金版新学案》安徽省2012高三化学一轮 第3讲 化学与材料的制造和应用课件 选修2.ppt

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1、第3讲　化学与材料的制造和应用考纲展示热点定位1.了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。2.了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料、合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。3.了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。4.了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况，了解新材料的发展方向。1.传统无机非金属材料——硅酸盐材料的生产原理、主要成份、性能及应用。2.新型无机非金属材料的性能、功能及应用。3.金属冶炼原理、腐蚀与防护。4.高分子材料、复合材料的特点及应用。一、无机非金属材料1．传统无机非金属(硅酸盐)材料2．新型无机非金属材料(1)新型

2、陶瓷性能与应用新型陶瓷碳化硅(SiC)硬度大、熔点高、化学性质稳定，可作优质磨料和航天器涂层材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等(3)碳单质性能与应用碳单质金刚石新一代信息材料石墨电的良导体、化学性质稳定，用作电极C60在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、超导体的制造方面前景广阔新型陶瓷因具有光、电、磁、生物和化学等新的特性和功能，越来越受到人们的青睐。(1)氮化硅是一种高温结构陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。①根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是__________(填序号

3、)。A．制气轮机叶片B．制有色玻璃C．制永久性模具D．制造柴油机②写出N的原子结构示意图________，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式：________。③氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_____________________________________________________________________。④现用四氯化硅和氮气、氢气在加强热的条件下发生反应，可得较高纯度的氮化硅，同时生成HCl，反应的化学方程式为：___________________________________________

4、_____________________________。(2)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________(填序号)。A．耐高温特性B．电学特性C．光学特性D．生物功能解析：根据N和Si的原子结构及元素周期律的知识，可判断氮元素非金属性比硅强，故N显负价，Si显正价，由此可写出氮化硅化学式。二、金属材料1．冶炼金属的方法金属的冶炼方法和金属活动性有着很大的关系，金属的活泼程度不同，对应的冶炼方法也截然不同，根据不同金属的活动性，冶炼方法大致如下：(3)电解法电解法冶炼一般用于活泼金属的冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)。缺点是耗电量大，

5、成本较高。值得一提的是，冶炼铝不能用电解熔融AlCl3的方法(因共价化合物在熔融时不导电)。通常采用电解熔融氧化铝的方法制取铝。2．炼铁与炼钢(1)炼铁①几种铁矿石的主要成分：磁铁矿Fe3O4，赤铁矿Fe2O3，褐铁矿2Fe2O3·3H2O，黄铁矿FeS2等。②原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。③原理：(以赤铁矿为例，写反应方程式)4．金属的腐蚀与防止(1)金属腐蚀的类型①化学腐蚀：金属跟其表面接触到的物质(如O2、Cl2、SO2、酸雨等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。②电化学腐蚀：不同金属或不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化引起的腐蚀。③常见的电化学

6、腐蚀方式发生条件反应原理析氢腐蚀金属表面电解质溶液显酸性负极：M－ne－===Mn＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑吸氧腐蚀金属表面电解质溶液酸性很弱或显中性负极：M－ne－===Mn＋；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(2)金属腐蚀的防止和利用①金属腐蚀的防止方法②金属腐蚀的利用金属的化学蚀刻、印刷电路的腐蚀、电子元件与集成电路的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。(3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)。(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回

7、收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成________(填代号)。a．冰晶石b．氧化铝c．铝锭d．硫酸铝解析：Al2O3的熔沸点很高，但电解必须在熔融状态下进行，故用冰晶石降低Al2O3的熔化温度；阴、阳极材料只起导电的作用，不参与电极反应，选用石墨；电解时，阳极发生氧化反应，生成的O2与石墨反应而不断消耗；最能体现节能减排思想的是通过物理变化的方式将废旧铝材回收利用。答案