資源簡介

(共30張PPT)
第6節(jié) 材料的利用與發(fā)展
第2章 物質轉化與材料利用
材料與人類社會發(fā)展
人類使用材料的發(fā)展歷程
思考與討論
人類歷史上，材料發(fā)展經(jīng)歷了哪些歷程？
原始社會——
舊石器時代
石制器具
原始社會——
新石器時代
新石器彩陶
商朝——
青銅器時代
商代銅鼎
春秋戰(zhàn)國——
鐵器時代
春秋戰(zhàn)國時期鐵制工具
21世紀——
新型材料時代
碳纖維復合材料制作的醫(yī)療器械
新型材料
1.新型材料的概念
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進步所需的材料
光電子信息材料
在微電子、光電子技術和新型元器件基礎產(chǎn)品領域中
所用到的材料，主要用于計算機、通信和航天工業(yè)
先進復合材料
超級陶瓷材料
質量輕、較高的比強度、耐熱、耐腐蝕等，大量用
于航空航天、機械、醫(yī)學、建筑等行業(yè)
應用范圍從電容器、濾波器、點火器、保溫材料、
醫(yī)療器械和通訊元件等方向擴展到航天、衛(wèi)星及半
導體芯片等高新技術領域
2.新型材料的主要種類
新型金屬材料
包括記憶合金、鋁合金、金屬玻璃等
新型高分子材料
如導電塑料做成的塑料電池、人工器官、可降解材料、高吸水性的高分子材料等
超導材料
具有超導特性（某些物體當溫度下降到一定數(shù)值時，電阻突然趨近于零）的材料。用于磁懸浮列車、高能粒子加速器等
納米材料
納米材料是指其結構單元的尺寸介于1納米～100納米范
圍之間的材料。納米材料與普通材料相比，在機械強度、
磁、光、聲、熱等方面都有很大的不同
（1）現(xiàn)在有些同學牙齒排列不整齊,你知道醫(yī)學上是采取什么材料進行矯形的嗎
思考與討論
記憶合金材料
（2）電路板上涂上某種材料后，具有很好的防水效果，你知道是什么嗎
納米涂層材料
材料制造與環(huán)境保護
人們在制造材料的過程中會產(chǎn)生很多污染，為了減少或消除其污染，人們需要探尋無污染或低污染的“綠色”新工藝，需要探索污染物的防治、轉化和綜合利用的途徑
1.探索材料制造過程中的合理途徑
人們在實際生產(chǎn)和實驗中考慮某物質的制備方法時，需要考慮的問題有:
①每一步化學反應是否符合化學反應的規(guī)律
②反應的條件和設備是否簡單
③原料是否容易獲取，成本是否低廉
④生產(chǎn)過程是否會對環(huán)境造成污染
怎樣以銅為原料制備硫酸銅？
硫酸銅是農(nóng)藥波爾多液的主要原料，由于病蟲害嚴重，一段時間內(nèi)市場上非常緊缺。某廠想利用存積的廢料——銅屑來制備硫酸銅，以滿足市場需求。該廠的技術開發(fā)小組設計了三種制備硫酸銅的方法。
設計制備方案：
方案一
Cu
濃硫酸
CuSO4
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
方案二
方案三
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
方案原理及評價：
方案一
濃硫酸
CuSO4
Cu
Cu+2H2SO4（濃）===CuSO4+SO2↑+2H2O
△
利用率低、會產(chǎn)生污染 、不安全
方案二
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
Cu+Cl2===CuCl2
CuCl2+2NaOH==Cu（OH）2↓+2NaCl
Cu（OH）2+H2SO4==CuSO4+2H2O
△
原料氯氣有毒，不安全，步驟繁瑣
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
方案三
CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
2Cu+O2====2CuO
△
利用率高、無污染
化學工業(yè)給社會帶來巨大財富和眾多產(chǎn)品的同時，也向周圍環(huán)境排放了大量的“三廢”，使自然界的生態(tài)平衡遭到破壞
化學工業(yè)對環(huán)境的影響：
2.環(huán)境的污染與防治
化學生產(chǎn)原則:
除了處理“三廢”，還要努力提高原料的利用率，
增加產(chǎn)品的產(chǎn)量，從根本上降低對環(huán)境造成的污染，實行“綠色”新工藝
環(huán)境保護的具體措施:
①燃料：煤、石油制品脫硫處理，減少硫氧化物和氮氧化物對大氣的污染
②原料：提高原料的利用率
③“三廢”：處理達標后排放
④生產(chǎn)工藝：“綠色”新工藝
綠色化學:
無污染、低排放
原料利用率高
能源消耗少
牛刀小試
1.納米陶瓷是一種高新科技材料，具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫、防滲透、完全無磁性等特點，以下器件中可以利用納米陶瓷材料制作的是（ ）
A.高壓輸電線
B.裝濃硫酸的容器
C.銀行存儲卡
D.LED發(fā)光二極管
B
牛刀小試
2.某市有一家工廠處理含銅垃圾的生產(chǎn)流程如下：
含銅垃圾 黑色固體及殘留物 藍色溶液及不溶物
濾液 淺綠色溶液、紅色沉淀物 紅色粉末
寫出上述生產(chǎn)流程中與提取銅直接有關的A、B、C三步反應有關的化學方程式。
A._______________________________________________________
B._______________________________________________________
C._______________________________________________________
灼燒
A
加稀硫酸、微熱
B
過濾
浸入鐵屑
C
過濾
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
2Cu+O2===2CuO
△
課堂小結
新型材料的概念、主要種類及用途
1.材料與人類社會發(fā)展
2.新型材料
舊石器時代
新石器時代
青銅器時代
鐵器時代
信息時代
課堂小結
材料制造的合理途徑及生產(chǎn)中考慮的問題
3.材料制造與環(huán)境保護
以銅原料制備硫酸銅
環(huán)境污染與防治

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