选修1专题3 丰富的生活材料.doc

教育学科教师辅导讲义 课 题选修一化学与生活-专题三教学目的1、 熟悉空气质量报告的内容，了解空气主要污染物及其危害；2、 理解硬水处理的方法及其原理；3、 熟悉垃圾分类处理的方法，知道垃圾分类处理的意义；4、 熟悉常见化学品的用途，知道洗涤的原理和日常注意事项。5、 了解专题一涉及的各个典型题型教学内容学情分析：选修一化学与生活在杭州高中往往是被忽视的部分，但是在高考中STS的关注，每年高考理综化学中的第一道选择题是肯定涉及到选修一和选修二的部分，因此学生往往在做题的时候，只能凭经验或者靠猜去做题，失分率较高，专题三涉及到材料，这个是一个中考的热点话题，所以学生应该引起足够的重视，好好的学习这门知识。课前检测：1. 下列叙述与金属的物理性质无关的是（ ）A.良好的导电性 B.反应中易失电子 C.延展性 D.导热性2光导纤维的主要成分是： A.纯硅 B.玻璃 C. 沙子 D. 纯SiO23. 表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普通铁片更难腐蚀的是A白铁（镀锌铁） B马口铁（镀锡铁） C镀镍铁 D镀铜铁4.有一张照片，一只可爱的小猫站在一块高分子合成材料上，下面是烈火灼烧，而小猫却若无其事。这说明此高分子材料一定具有的性质是 A、良好的导热性 B、良好的绝缘性 C、良好绝热性 D、熔点低5埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是A在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中；C在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中答案：BDACC知识梳理课前导入材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？第一单元 应用广泛的金属材料第五套人民币硬币 1元硬币 钢芯镀镍 5角硬币 钢芯镀铜合金 1角硬币 铝合金 第四套人民币硬币 1元硬币 钢芯镀镍 5角硬币 铜锌合金 1角硬币 铝镁合金第三套人民币硬币1元硬币 铜镍合金 5角硬币 铜锌合金 2角硬币 铜锌合金 1角硬币 铜锌合金 金属：问题：铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅?我们在使用铝制炊具时应注意什么问题?铝具有一定的抗腐蚀能力，这是因为表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻止了铝与氧气的进一步反应。此外，可采用电解的方法，使铝表面形成较厚且致密的保护膜，增强铝制品的抗腐蚀能力。问题：为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸?铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，表面生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。问题：铁是活泼金属，易被腐蚀氧化。为了延长铁制品的使用寿命，人们常用什么方法加以处理?（1）制成不锈钢。（2）涂油漆。（3）涂油。（4）镀上其他抗腐蚀能力强的金属。导入：金属材料是最古老的材料，从古代的青铜器到现代的合金，金属材料与人类社会的发展有着密不可分的关系。那么你能知道这些信息吗？金属之最硬度最高的金属 铬 熔点最高的金属 钨 熔点最低的金属 汞 地壳中含量最高的金属元素 铝 人体中含量最高的金属元素 钙 目前世界上应用最广、用量最大的金属元素 铁 金属之所以能划分为金属，是因为它们具有某些共同的性质.物理性质金属的颜色、光泽绝大多数金属都是 银白 色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是 红 ，金是金黄色。导电导热性 良好 延展性 良好 金属的化学性质（大多数）与氧气等非金属单质反应与酸反应与盐溶液反应铝导入：右图为铝在空气中燃烧图像，你能观察到什么现象？ 现象：剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光 反应：故事：有这么一个故事，传说在古罗马，一天，一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯（Tiberius），献上一只金属杯子，杯子象银子一样闪闪发光，但是分量很轻。它是这个人从粘土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩首。从此，再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。物理性质：铝是银白色有金属光泽的金属，熔点较低（660.4）,密度较小（2.7gcm3）,是热和电的良导体。化学性质：和非金属反应与氧气：4Al+3O2=2Al2O3（发强白光）与硫：2Al+3S=Al2S3和热水反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2（反应缓慢）和氧化物反应：和较不活动金属氧化物反应：3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3和酸反应：在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应，生成盐并放出氢气。2Al+6H2O=2AlCl3+3H22Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2和盐溶液反应：2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3和碱溶液反应：主要和NaOH、KOH强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O要点精讲：铝热反应铝和不活动金属氧化物（主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等）的混合物，都叫铝热剂，在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热，可将被还原的金属熔化成液态。3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3铝的两性遇酸显碱性，遇碱显酸性和碱反应生成偏铝酸盐，和酸反应生成铝盐2Al + 3H2SO4 =Al2(SO4)3+ 3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2常见合金导入：主要成分：镁、铝主要成分：铝和铜、镁、锰导入：这些都是生活中常见的合金，合金的机械、物理和化学性能往往优于纯金属，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类已知的合金达数万种之多。问题：那么生活中常见的合金有哪些特性？钢：1、分类：特性：问题：不锈钢是不是在任何情况下都不生锈？在某些情况下（如在海水中），不锈钢仍然会被腐蚀。铝合金：向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属等。如硬铝： Cu 4%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%性能：密度小、强度大、抗腐蚀资料拓展：带翼的金属 硬铝 铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。 广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。铜合金：问题：从金属的活泼性思考，为什么青铜是我国使用最早的合金？ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动顺序Cu靠后，性质不活泼容易冶炼，使用最早；像Au更不活泼，自然界中就有游离态的金，不需化学方法冶炼，水洗即可。金合金：问题：你知道什么是24K金和18K 金吗？24K指99.99纯黄金 注：1、K：指黄金的纯度。 2、纯度：指色彩的鲜艳度。从科学的角度看，一种颜色的鲜艳度取决于这一色相发射光的单一程度。人眼能辨别的有单色光特征的色，都具有一定的鲜艳度。不同的色相不仅明度不同，纯度也不相同。例如颜料中的红色是纯度最高的色相，橙、黄、紫等色在颜料中纯度也较高，蓝绿色在颜料中是纯度最低的色相。在日常的视觉范围内，眼睛看到的色彩绝大多数是含灰的色，也就是不饱和的色。有了纯度的变化，才使世界上有如此丰富的色彩。同一色相即使纯度发生了细微的变化，也会带来色彩性格的变化。新型合金：问题：现在有些同学牙齿排列不整齐,你知道医学上是采用什么办法进行矫形的吗?记忆合金(镍钛合金)储氢合金：Ti- Fe La-Ni储氢合金可用于以H2为燃料的汽车形状记忆合金：合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。拓展：形状记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用，正扮演着不可替代的重要角色。例如，各类人体腔内支架、心脏修补器、血栓过滤器、口腔正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、栓塞器、节育环、医用介入导丝和手术缝合线等等，都可以用形状记忆合金制成。 要点精讲：金属腐蚀1、什么是金属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程2、金属腐蚀后的特征是什么？在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化。3、金属腐蚀的本质是什么?本质是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。4、金属腐蚀的类型有哪些？化学腐蚀：金属跟接触到的物质（如SO2、Cl2、O2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：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被氧化(主要)金属的防护方法（常见）1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力（不锈钢、青铜器）2、在金属表面覆盖保护层（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。（2）镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法。（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。3、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）第二单元 功能各异的无机非金属材料导入：无机非金属材料种类繁多，功能各异，应用十分广泛，其历史可追溯到远古时代。从我们的祖先用黏土制作陶器，到现代人通过光导纤维通讯联系，人类利用自然界提供的各种资源，研制了许许多多的无机非金属材料。我们日常生活中使用的陶瓷、玻璃器皿，煤气炉具点火装置使用的压电陶瓷，电器设备中的半导体材料，电视显像管中的荧光粉，磁带和磁性陶瓷使用的磁性材料，医疗中使用的人造牙齿等，都属于无机非金属材料。知识梳理：陶瓷的发展过程科学家用五个里程碑和三大技术突破来总结中国陶瓷的整个发展过程：1. 新石器时代早期陶器的出现；2. 新石器时代晚期印纹硬陶和商、周时期原始瓷的烧制成功；3. 汉晋时期南方青釉瓷的诞生；4. 隋唐时期北方白釉瓷的突破；5. 宋代到清代颜色釉瓷、彩绘瓷和雕塑陶瓷的辉煌成就。形形色色的玻璃采光、隔热及装饰都需要使用玻璃。色彩斑斓的玻璃器皿和玻璃工艺品美化了人们的生活。普通玻璃的暗绿色、浅棕色是因为分别含有氧化亚铁和氧化铁等杂质。玻璃的结构特点： 玻璃是无定形硅酸盐的混合物，属于玻璃态物质。 玻璃态物质的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但也不完全是无规则的排列。人们把这种结构特征称为“短程有序、远程无序”，就是说从小范围看它有一定的晶型排列，从整体上看却无晶型的排列规律。 玻璃态物质没有固定的熔点，可以在某一温度范围内逐渐软化变成液态。在软化状态时，玻璃可吹制或轧成一定形状的制品。资料拓展：变色玻璃-在玻璃中加入适量的溴化银(AgBr)和氧化铜的微小晶粒，经过适当的热处理，可以制成变色玻璃。当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线。硅酸盐水泥 水泥是最常用的建筑材料，上图是19491998年我国水泥产量示意图。那么水泥是如何制备的？问题：炼钢厂排出的炉渣主要含有哪些成分?为什么在炼钢厂附近常建有水泥厂?请从资源充分利用的角度谈谈这样布局的好处。 硅酸盐水泥的品种日益扩大，白水泥、快干水泥、彩色水泥等已越来越为人们所熟悉。其中，彩色水泥主要用来配制彩色水泥浆，可用于建筑的饰面刷浆以及室外墙面装饰等，具有特殊的装饰效果。 在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比例混合，以钢筋作结构，硬化后形成结构坚固的钢筋混凝土。光导纤维和陶瓷材料导入：光导纤维和各种新型陶瓷的开发和应用不仅为高科技发展提供了优质材料，也提高了人们的生活质量。光导纤维在信息工程中的应用，使人们可以坐在家中通过信息网络获取信息，联络亲友。新型高强度陶瓷材料的出现，克服了传统陶瓷的脆性。 由光导纤维组成的光缆可以代替通讯电缆，用于光纤通信，传送高强度的激光。光纤通信的容量比微波通信大103104倍，而且传输速度快。用光缆代替通讯电缆可以节约大量有色金属。据统计，生产l km长的光缆只需几克超纯石英玻璃，约可节省铜1.1t 。问题：既然光导纤维有着如此优越的性能，那么它们是如何制造的？ 把氧气和四氯化硅蒸气的混合气体通过在高温炉中旋转和移动的石英管，能反应生成二氧化硅。 把得到的沉积在管内的二氧化硅熔化，形成“玻璃棒”，在19002000的高温下再将其熔化、拉制成粗细均匀的光纤细丝。透明陶瓷和纳米陶瓷 一般陶瓷因为内部有杂质和气孔而不透明。用高纯度的原料可获得透明陶瓷。这些透明陶瓷不仅光学性能优异，而且耐高温，熔点一般都在2 000以上。透明陶瓷的透明度、强度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶瓷制造高压钠灯，发光效率比高压汞灯高一倍，使用寿命可达2万小时。第三单元 高分子材料和复合材料问题：你认识下面物品是使用什么材料吗？聚乙烯(PE)产品-无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料聚氯乙烯（PVC）-化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60，在低温下会变硬。分为：软质塑料和硬质塑料聚丙烯(PP) 聚苯乙烯(PS)有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA) 脲醛塑料(电玉) 聚四氟乙烯(PTFE) ABS塑料 要点精讲合成树脂的制取聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子（单体）互相结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。热塑性、热固性塑料问题：有些塑料制品可以用热黏结法修补，有些可以用某种溶剂黏结，另一些则无法修补，你知道其中的原因吗? 热塑性塑料制品可以用加热的方法黏补，也可回收后重新软化加工。有些热塑性塑料可溶解于某些有机溶剂，如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可溶解于氯仿，聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有机溶剂。热塑性塑料线型高分子，可反复加工，多次使用。如聚乙烯 、聚氯乙烯热固性塑料体型高分子，成型后不再会熔化。如酚醛树脂、脲醛树脂等课堂检测1、塑料的主要成分是什么？合成树脂2、生产塑料的合成树脂有哪些？聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等3、塑料有什么优点？密度小、强度高、化学性质稳定、耐磨擦等4、塑料常见种类有哪些？通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等特种塑料：氟塑料、聚乙烯醇、聚砜等工程塑料：ABS塑料、聚碳酸酯等纤维分类：天然纤维：棉花、羊毛、木材、草类化学纤维：合成纤维-用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。常见合成纤维：锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶。人造纤维-用化学方法对木材等天然纤维加工制成橡胶分类：天然橡胶：主要成分是聚异戊二烯合成橡胶：通用橡胶-丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。特种橡胶-聚硫橡胶、硅橡胶功能高分子材料和复合材料问题：人们的日常生活越来越离不开复合材料。请你举出实例予以说明。复合材料通常是由基体材料和分散于其中的增强材料组成的。钢筋混凝土中的混凝土是基体材料，分布于其中的钢筋是增强材料。石棉瓦用石棉作增强材料，水泥作基体材料。碳纤维也是一种增强材料，可以用树脂、金属铝或新型陶瓷作为基体材料，制成碳纤维增强塑料、碳纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷等复合材料。种类：高分子分离膜：这是具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择性地通过，而把另外一些物质分离掉，应用于物质分离 。化学纤维：合成纤维-用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐医用高分子材料：具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。高吸水性材料：高吸水性树脂可以用淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈等物质聚合得到。它自身不溶于水或有机溶剂，与水接触时能在短时间内吸收比自身质量大得多的水，同时具有良好的保水性能。高吸水性树脂不仅可以制作纸尿布，在农林业上用做保水剂，还可在石油化学工业上用做脱水剂。导电性材料：触摸屏等电子仪器窗口材料是透明的导电薄膜，它是用具有导电功能的高分子材料制造的；有些计算机的键盘也使用导电橡胶。光敏性材料、催化性材料复合材料复合材料应用非常广泛，如民用建筑和航天工业都大量使用复合材料。家庭装修材料中的钙塑板具有质轻、消声、隔热、防潮等作用，是以高压聚乙烯、轻质碳酸钙和少量助剂为原料制成的。美国“挑战者”号航天飞机使用的防热陶瓷瓦是由氧化硅纤维、硼化硅纤维的增强陶瓷材料制成的。波音767飞机的机身和机翼大量使用了碳纤维复合材料课堂检测：1制造焊锡时，把铅加进锡的重要原因： A.增加强度 B.降低熔点 C.增加硬度 D. 增强抗腐蚀能力2CCTV科技博览报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。 下列相关说法不合理的是 A.二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的B.用工业废弃物二氧化碳生产塑料，有助于缓解温室效应C.二氧化碳塑料不能在空气中燃烧D.聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染3下列说法不正确的是： A.硅酸盐工业使用的每一种原料中都必须含有硅B.水泥、普通玻璃都是混合物 C.生产水泥和玻璃都需用石灰石D.用纯净的石英可制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器4普通玻璃的主要成分是： Na2SiO3 CaCO3 CaSiO3 SiO2 Na2CO3 CaO A. B. C. D.5.下列物质中, 属于有机高分子材料的是塑料光导纤维化学纤维橡胶人造羊毛A. B. C. D. 6下列物质一定属于合成聚合物的是 A、蛋白质 B、人造丝 C、人造棉 D、聚氯乙烯7钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是A用来做保险丝 B用于制造航天飞机 C用来制造人造骨 D用于制造船舶8我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是A.普通硅酸盐陶瓷 B.氮化硅陶瓷 C.光导纤维 D.玻璃钢9放在手心里就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2403，更奇妙的是镓熔化后在120仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其它金属融合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的用途的叙述错误的是（ ）A. 与硝酸反应制氢气B. 制作高温温度计C. 制晶体管材料 D. 金与镓的合金用于镶牙10、下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是 A粉碎填埋于土壤中 B将废弃物焚烧 C将废弃物倾倒于海洋中 D将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油11、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是A. 它们的表面都电镀上一层耐腐蚀的黄金B. 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C. 铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化D. 它们是一定比例金、银、锡、锌的铜合金12、有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。下列材料不是人们常说的三大合成材料的（ ）A.功能陶瓷 B. 合成纤维 C. 塑料 D. 合成橡胶课后练习：1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应A B C D2、下列对铝制炊具的使用方法中不正确的是用铝制炊具来装碱性食品；用铝制炊具来盛装食盐；用酸性的洗涤剂来清洗铝制炊具；用铝制炊具来煮鲜鱼；用钢丝来擦洗铝制炊具。A、 B、 C、 D、全部3、下列事实不能用电化学原理解释的是 A 铝片不需要特殊的保护方法。 B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈。C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。 D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。4. 钢笔的笔头是合金钢，钢笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。铱金笔的笔头是用不锈钢制成的，为了改变钢笔头的耐磨性能，故在笔头尖端点上铱金粒为区别钢笔而叫铱金笔。金笔是笔头用黄金的合金，笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。 下列说法错误的是（ ）A钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好。B铱金笔的耐磨性能比钢笔要好C金笔是笔头和笔尖都是用纯金制成的D金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种很理想的硬笔。5. 钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料，但全世界每年都有约四分之一的钢铁因生锈损失。某化学课外活动小组，对钢铁制品锈蚀的条件进行如下探究，设计了如图所示的实验。一段时间后，可以推断，铁钉钉腐蚀由快到慢的顺序正确的是：A. B. C. D. 6. 人造骨是一种具有生物功能的新型无机非非金属材料,这类似于人骨和天然牙的性质和结构, 可以依靠人体体液中补充某些离子形成新骨, 在骨骼接合界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合