資源簡(jiǎn)介

(共32張PPT)
新型材料的出現(xiàn)，大大推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展，促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)文明的進(jìn)步。
一、材料發(fā)展歷史
人類(lèi)歷史上不同時(shí)代所使用的生產(chǎn)工具或戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的武器，都記錄了材料的發(fā)展過(guò)程。
石斧石箭頭
青銅兵器
一、材料發(fā)展歷史
人類(lèi)歷史上不同時(shí)代所使用的生產(chǎn)工具或戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的武器，都記錄了材料的發(fā)展過(guò)程。
兩千多年前的越王勾踐劍出土后劍身不見(jiàn)絲毫銹斑，依舊寒光閃閃、鋒利無(wú)比，被譽(yù)為“天下第一劍”
各種鐵器
一、材料發(fā)展歷史
人類(lèi)歷史上不同時(shí)代所使用的生產(chǎn)工具或戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的武器，都記錄了材料的發(fā)展過(guò)程。
宋代鐵牛
漢代剪刀
你知道這些材料出現(xiàn)的早晚順序嗎？
石器
陶器
青銅器
鐵器
橡膠
思考：
1.材料的發(fā)展歷程：
石器
陶器
青銅器
鋼鐵的使用
合成材料的使用
新型材料的使用
原始社會(huì)
火的發(fā)明
商朝
春秋晚期
100多年前
21世紀(jì)
標(biāo)志著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展
約四千年前，人類(lèi)進(jìn)入了青銅器時(shí)代，制造出了種類(lèi)繁多的青銅器。
隨著煉鐵技術(shù)的掌握，人們制造了犁，促使農(nóng)業(yè)發(fā)展。大量合成材料的誕生，更使人們的生活越來(lái)越精彩。
二、新型材料
1.什么是新型材料
指新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的、具有優(yōu)異特性和功能并能滿足技術(shù)進(jìn)步所需的材料。
光纖材料
碳纖維復(fù)合材料
2.新型材料類(lèi)型
光電子信息材料
先進(jìn)復(fù)合材料
超級(jí)陶瓷材料
新型金屬材料
新型高分子材料
超導(dǎo)材料
樹(shù)脂基復(fù)合材料, 金屬基復(fù)合材料
陶瓷基復(fù)合材料, 碳纖維復(fù)合材料
納米陶瓷
記憶合金、鋁合金、金屬玻璃
導(dǎo)電塑料做成的塑料電池人工器官、可降解材料、高吸水性高分子
3.新型材料優(yōu)異特性
超級(jí)塑料制成的頭盔，防彈、抗壓、撞不破
3.新型材料優(yōu)異特性
超級(jí)陶瓷質(zhì)地堅(jiān)韌，制成的刀具削鐵如泥
3.新型材料優(yōu)異特性
超級(jí)玻璃能根據(jù)光照的強(qiáng)度改變顏色
3.新型材料優(yōu)異特性
納米技術(shù)的衣服不怕水滴、油滴、灰塵、污漬等,甚至細(xì)菌都很難進(jìn)入布料內(nèi)部。
4.納米材料
納米材料是指其基本顆粒在1~100納米范圍內(nèi)的材料。
納米材料與普通材料相比，在機(jī)械強(qiáng)度、磁、光、聲、熱等方面都有很大的不同。
例如，一般的陶瓷材料脆性較大，可是用納米陶瓷粉末燒成的陶瓷卻有很好的韌性，即使被撞倒也不破裂；
新型納米油墨的色調(diào)更濃，書(shū)寫(xiě)字跡色澤更好；
將納米鉛粉末加入到固體燃料中，就會(huì)使火箭推進(jìn)器的前進(jìn)速度加快好幾倍。
金屬納米材料
納米（nm）是一個(gè)長(zhǎng)度概念，1納米是1米的十億分之一（10-9米 ），20 納米約為一根頭發(fā)絲的三千分之一。
金屬納米材料具有很多金屬材料通常沒(méi)有的優(yōu)異性能。例如，金屬在常溫下有很好的韌性與延展性，但在低溫時(shí)則很脆，而納米銅（Cu）和納米鉻（Cr）的交替多層結(jié)構(gòu)在零下269℃仍有較高的延展性。
納米金屬的熔點(diǎn)大幅度降低，如塊狀金熔點(diǎn)高達(dá)1064℃，而線度為2納米的金粉327℃就融化了，可為較低溫度下形成合金提供新工藝。因?yàn)榻饘偌{米微粒對(duì)環(huán)境中的光、熱、濕度和溫度極為敏感，因此可將金屬納米材料（如鉑、鈀等）用于傳感器的制造。在火箭燃料中添加 1%的超細(xì)鋁（Al）粉或鎳（Ni）粉，燃燒效率可成倍提高。
三、材料制造與環(huán)境保護(hù)
人們?cè)谥圃觳牧系倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多污染。
為了減少污染，人們需要探尋無(wú)污染或低污染的“綠色”新工藝。
某廠想利用存積的廢料——銅屑來(lái)制備硫酸銅，作為農(nóng)藥波爾多液的主要原料，以滿足市場(chǎng)需求。如果你們是該廠的技術(shù)開(kāi)發(fā)小組，請(qǐng)你們?cè)O(shè)計(jì)幾種制備的方案。
以銅為主要原料制備硫酸銅工藝可行性探究
探究：
1.提出問(wèn)題
如何高效利用銅來(lái)制備硫酸銅？
2.設(shè)計(jì)制備方法
方案一：
銅與濃硫酸在加熱條件下生成硫酸銅、水、二氧化碳。
Cu + H2SO4(濃) = CuSO4 + SO2↑ + H2O
原理：
2.設(shè)計(jì)制備方法
方案二：
銅加熱生成氧化銅加稀硫酸生成硫酸銅和水。
原理：
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O
2Cu + O2 == 2CuO
2.設(shè)計(jì)制備方法
方案三：
將銅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅，然后將硝酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氫氧化銅和硝酸鈉，最后利用氫氧化銅和硫酸反應(yīng)制取硫酸銅。
Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+ 2NaNO3
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
原理：
請(qǐng)對(duì)以上方法在原料的利用率及產(chǎn)生的污染方面進(jìn)行討論，交流并探討綠色工藝的可行性。
利用率低、會(huì)產(chǎn)生污染
方案一：
原料利用率高，無(wú)污染。
方案二：
方案三：
成本高、步驟繁鎖
3.工藝評(píng)價(jià)
化學(xué)工業(yè)給社會(huì)帶來(lái)財(cái)富和產(chǎn)品的同時(shí)，也向周?chē)h(huán)境排放了大量的“三廢”（廢水、廢渣、廢氣），使自然界的生態(tài)平衡遭受破壞。
在化學(xué)工業(yè)中，除了要及時(shí)處理好“三廢”，還要努力提高原料的利用率，增加產(chǎn)品的產(chǎn)量，從根本上降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。
廢水處理、變廢為寶！
煉鋼與“三廢”的回收利用
煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的棕色煙氣，其主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳?xì)怏w等，因此工廠安裝了回收設(shè)備，將這些“放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料”進(jìn)行回收利用。
例如：從煙氣中回收的氧化鐵塵粒可以用來(lái)煉鋼
；得到的一氧化碳可以做化工原料或燃料 ；煙氣帶出的熱量可以用于制造水蒸氣。此外，煉鋼時(shí)生成的爐渣可以用來(lái)做礦渣水泥，含磷量較多的爐渣則可加工成磷肥等。微信公眾號(hào)“勝哥課程”
微課九上 2.6 材料的利用與發(fā)展
1.下面有關(guān)新材料的說(shuō)法不正確的是---（ ）
A. 半導(dǎo)體、納米材料等新材料的開(kāi)發(fā)和利用，正在日益改變著我們的生活方式
B. 常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等
C. 納米材料是一種利用大米制成的新材料
D. 超導(dǎo)體是一種電阻為零的材料，可以用來(lái)作為遠(yuǎn)距離輸電線，從而減少能源損耗
2.科學(xué)家用單個(gè)分子制成了“納米車(chē)”，它能在人工操縱下運(yùn)輸藥物分子到病源處釋放以殺
死癌細(xì)胞．下列有關(guān)“納米車(chē)”的說(shuō)法正確的是---（ ）
A. “納米車(chē)”的研制成功說(shuō)明分子要在人為外力作用下才能運(yùn)動(dòng)
B. “納米車(chē)”研制成功說(shuō)明在一定條件下人可以控制分子運(yùn)動(dòng)
C. “納米車(chē)”運(yùn)輸藥物分子的過(guò)程是肉眼可以直接看見(jiàn)的
D. “納米車(chē)”分子不是由原子構(gòu)成的
3.石墨烯是目前世上至今發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的納米材料．針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)同學(xué)們提出了以下
幾個(gè)問(wèn)題，你認(rèn)為最有價(jià)值且可探究的問(wèn)題是---（ ）
A. 石墨烯的硬度與石墨烯的厚度、面積有什么關(guān)系？
B. 如何提取石墨烯這種物質(zhì)？
C. 石墨烯在生活中有什么用處？
D. 石墨烯為什么很薄？
4.下面說(shuō)法正確的是---（ ）
A. 納米材料中分子之間的距離為零 B. 電熱水壺可用超導(dǎo)材料制作
C. 人類(lèi)對(duì)鐵的使用要早于銅的使用 D. 原子核通過(guò)裂變和聚變放出能量
5.關(guān)于材料與技術(shù)的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是---（ ）
A. 納米材料制成的奶瓶具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的功能
B. 我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫亩O管是由導(dǎo)體制成的
C. 超導(dǎo)材料電阻為零，所以不適合做輸電線
D. 核潛艇是利用核裂變提供動(dòng)力，核能屬于可再生能源
6.下列物質(zhì)的成分屬于有機(jī)合成材料的是---（ ）
A. 木材 B. 羊毛
C. 金屬材料 D. 飲料瓶
7.分類(lèi)法是化學(xué)學(xué)習(xí)常用的方法，下列分類(lèi)中正確的是---（ ）
A. 合成材料：滌綸、塑料、合金 B. 混合物：煤、石油、天然氣
C. 人體必需的微量元素：鈣、鐵、鋅 D. 復(fù)合肥料：硝酸鉀、碳酸鉀、尿素
8.2010 年上海世博會(huì)吉祥物“海寶”是用純羊毛纖維織成的，填充物是無(wú)毒的“聚酯纖維”，其
中“聚酯纖”屬于---（ ）
A. 復(fù)合材料 B. 天然材料 C. 無(wú)機(jī)非金屬材料 D. 合成材料
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9.浙江省溫州市馬鞍山龍泉窯遺址成為浙江省 2020 年度“十大”重要考古發(fā)現(xiàn)，實(shí)證溫州
曾經(jīng)活躍參與海上絲綢之路。該遺址出土物品用傳統(tǒng)材料制作,下列可能屬于該遺址物品的
是---（ ）
A.陶瓷餐具 B .防彈頭盔 C .半導(dǎo)體集成電路 D .光導(dǎo)纖維
10.24 歲的曹原博士發(fā)現(xiàn)了讓石墨烯實(shí)現(xiàn)“高溫超導(dǎo)”的方法，令世界矚目。石墨烯是一種
從石墨中剝離出來(lái)僅僅由一層碳原子構(gòu)成的材料，即“魔角石墨烯”。從物質(zhì)的分類(lèi)上看，
“魔角石墨烯”。( )
A.混合物 B.化合物 C. 單質(zhì) D.氧化物
11. 早在 2008 年 9 月 27 日，航天員翟志剛就成功地進(jìn)行了太空行走，標(biāo)志著我國(guó)航天事業(yè)
已經(jīng)進(jìn)入新的歷史時(shí)期。
（1）在返回艙返回經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)，立即變成一顆火紅的“流星”!但它的表面有種特殊的材
料，所以艙內(nèi)的人和儀器沒(méi)有受損。這種特殊材料必頒具備______________________的特點(diǎn)
(至少答兩點(diǎn))。
（2）宇航員在太空中最難完成的實(shí)驗(yàn)是______________(填寫(xiě)序號(hào))。
A.小孔成像 B.溶解食鹽 C.焦耳定律 D.過(guò)濾食鹽水
12.“勝哥”買(mǎi)了一件白短袖，此短袖有很強(qiáng)的自潔性能，不沾水也不沾油，由此可見(jiàn)，短
袖是利用________材料制成的．
﹣
13.“納米”是一種長(zhǎng)度單位， 91nm=10 m．納米技術(shù)是以 0.1nm～100nm 這樣的尺度為研究對(duì)
象 的 前 沿 科 學(xué) ， 目 前 我 國(guó) 在 納 米 技 術(shù) 的 研 究 方 面 已 經(jīng) 躋 身 世 界 前 列 。
1.76nm=________m=________μm。
14.在各種新型材料的研發(fā)、制造和使用中，有滌綸、腈綸等各種________（填“天然”或
“合成”）纖維制成的五彩繽紛的衣料；有汽車(chē)等交通工具的軸承以及刀具等所用到的各種
________（填“金屬”或“非金屬”）材料。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥通常可分為氮肥、________
和磷肥。肥田粉的主要成分是硫酸銨，它屬于________肥。制造普通玻璃的原料是純堿 石
灰石 石英，反應(yīng)原理是碳酸鈉 碳酸鈣在高溫下分別跟石英反應(yīng)生成硅酸鹽（CaSiO3）.寫(xiě)
出這兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_____________________；②_______________________。
15.請(qǐng)仔細(xì)閱讀下文，并回答文后問(wèn)題．
納米陶瓷 納米陶瓷作為高新科技材料應(yīng)用廣泛．貼于“神舟七號(hào)”飛船外表面的“太空”納米
陶瓷，具有永久、穩(wěn)定的防靜電性能，且有耐磨、耐腐蝕、耐高溫、防滲透等特點(diǎn)．采用氧
化鋯材料精制而成的納米陶瓷刀，具有金屬刀無(wú)元法比擬的優(yōu)點(diǎn)：刀刃鋒利，能切割鋼鐵等
物質(zhì)．能削出如紙一樣薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金屬刀的 60 倍；完全無(wú)磁性；不生
銹變色，健康環(huán)保；可耐各種酸堿有機(jī)物的腐蝕；為全致密材料，無(wú)孔隙、不沾污、易清潔．納
米陶瓷充分體現(xiàn)新世紀(jì)、新材料的綠色環(huán)保概念，是高新技術(shù)為現(xiàn)代入奉獻(xiàn)的又一杰作．
（1）納米陶瓷的晶粒尺寸小于________ m．
（2）“神舟七號(hào)”飛船與空氣摩擦，________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使飛船艙呈熾熱狀態(tài)時(shí)，飛船
艙不至于被燒毀的原因之一是飛船外表面的陶瓷具有________的特點(diǎn)．
（3）納米陶瓷刀________（選填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因?yàn)樗腳_______
高．
（4）如圖所示是納米陶瓷刀、合金鋼刀、普通菜刀磨損程度隨時(shí)間變化的曲線，其中反映
納米陶瓷刀磨損特點(diǎn)的是曲線________（填字母）．
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答案
1.C 2.B 3.A 4.D 5.A 6.D 7.B 8.D 9.A 10.C
11.（1）隔熱性和吸熱性好 （2）D
12. 納米
﹣ ﹣
13. 9 3 1.76×10 ；1.76×10 μm
高溫
14. 合成；金屬；鉀肥；氮；Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑；
高溫
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
﹣
15. （ ） 91 10 （2）機(jī)械；耐高溫 （3）不能；硬度
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