2016届高三化学一轮复习(教师文档)选修2化学与技术第3讲化学与材料的制造和应用.doc

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1、第三讲　化学与材料的制造和应用[考纲展示]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、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点及有关的生产原理。　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。　5.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。考点一　金属材料一、几种金属的冶炼1．钢铁的冶炼炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石生铁、氧化剂(空气、纯氧、氧化铁等)、生石灰、脱氧剂化学原理在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来在高温下用氧化剂把生

2、铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去有关反应(1)还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO(2)铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(3)炉渣的生成：CaCO3CaO(1)氧化剂的生成：2Fe＋O22FeO(2)降碳，除杂，调硅、锰；如C＋FeOCO↑＋Fe＋CO2↑，SiO2＋CaOCaSiO3(3)造渣：生成的硅、锰氧化物及铁水中的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出(4)脱氧并调整成分：2FeO＋Si2Fe＋SiO2主要设备高炉转炉　　2.铝的冶炼(1)原料：铝土矿(主要成分为Al2O3)。(2)提纯Al2O3Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋

3、H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。(3)电解：加入冰晶石及少量的氟化钙降低Al2O3的熔点。化学方程式：2Al2O34Al＋3O2↑。【特别提醒】　(1)炼铁高炉产生的废气、废渣会严重污染环境，应结合它们的成分进行综合利用和余热的利用。(2)炼钢的目的是降低生铁中碳的含量，除去P、S等有害元素，调整Si、Mn、Cr等合金元素的含量。所以在炼钢时常根据需要加入适量的Si、Mn、Cr、Ni等元素，既起到脱氧作用，又能调整合金成分的含量。二、金属的腐蚀及防止1．金属的腐蚀(1)化学腐蚀金属材料与其表面接

4、触的一些物质(如O2、Cl2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀，受温度的影响较大。(2)电化学腐蚀不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。2．金属腐蚀的防止及利用(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、印刷电路的铜布钱腐蚀、半导体器件与集成电路制造中的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。1．(教材改编)金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al＋3O2↑请回答下列问题：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_______________________________________

5、__。(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)废旧铝材的回收利用十分重要。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：(1)Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度。(2)由于冰晶石(Na3AlF6)与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。(3)电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。(4)电解产

6、生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。答案：(1)降低Al2O3的熔化温度　(2)下层　(3)碳棒(或石墨)　阳极　(4)c2．由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______________________、________________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是__________；(2)冰铜(Cu2S和FeS互相

7、熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是________________________________、______________________________；(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极______(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为___________