高考化学一轮优化复习：《化学与材料的制造和应用》ppt精编课件.ppt

选修2化学与技术 第三章化学与材料的制造和应用 2018高考导航考纲要求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 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 命题热点1 化学材料与科学 技术 社会 环境的联系 2 新材料的性能 功能 应用及回收利用 3 金属的冶炼原理 腐蚀 防护和回收利用 1 几种金属的冶炼 1 钢铁的冶炼 2 铝的冶炼 原料 铝土矿 主要成分为Al2O3 提纯Al2O3 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 2Al OH 3Al2O3 3H2O 电解 加入冰晶石及少量萤石降低Al2O3的熔点 化学方程式 2Al2O3 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 2 金属的腐蚀及防止 1 金属的腐蚀 化学腐蚀金属材料与其表面接触的一些物质 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 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 金属腐蚀的防止方法 金属腐蚀的利用金属的化学蚀刻 印刷电路的铜布线腐蚀 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 2018 南昌高三检测 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 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 本题考查化学与生活 化学与技术 电解铝的有关问题 1 Al2O3的熔点很高 熔化得需要较多能量 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 电解产生的铝以单质形式存在 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 c 即时应用1 国家发展和改革委员会曾发出 遏制铝冶炼投资反弹 的紧急通知 原因是铝冶炼属高耗能产业 而且某些铝冶炼企业以污染环境为代价 得不偿失 下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图 阅读上述新闻信息 结合铝生产的流程图解答下列试题 请回答 1 工业冶炼金属铝用的是铝土矿 铝土矿的主要成分是 填化学式 石油炼制和煤的干馏产品 填物质名称 作电解铝的阴极和阳极材料 2 氧化铝熔点高达2050 工业上为了降低能量消耗 在金属铝的冶炼中采取的措施是 3 在冶炼过程中 阳极材料需要定期地进行更换 原因是该极材料不断被消耗 产生这种现象的原因是 用化学方程式表示 4 工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2 电解反应方程式为 镁和铝都是活泼金属 为什么在电解冶炼过程中 一个用氯化物 一个用氧化物 解析 该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断 原理的诠释以及能量的合理利用 1 铝土矿的主要化学成分是Al2O3 另外还有SiO2 Fe2O3 TiO2 H2O等 电解前必须进行提纯 石油炼制 煤的干馏的固体物质的成分为碳 具有 导电性 可以作为阳极和阴极材料 2 纯净Al2O3的熔点很高 而其电解必须在熔融状态下进行 若采用纯净的Al2O3进行电解 则加热熔融需要浪费大量的能量 所以工业上采用加入冰晶石 Na3AlF6 和氟化钙 CaF2 的方法 降低熔点 3 工业冶炼铝的关键操作是电解 电解时阳极发生氧化反应 熔融物中的O2 失电子 生成O2 在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应 在高温条件下生成CO 4 因为MgCl2为离子化合物 熔融时能发生电离 而AlCl3为共价化合物 熔融时不发生电离 再者MgO熔点很高 很难熔化 耗能太大 答案 1 Al2O3石墨 或碳 2 加入冰晶石 Na3AlF6 和少量CaF2 3 2C O22CO 4 MgCl2Mg Cl2 因为MgO熔点太高 MgCl2熔点低 熔化时能发生电离而导电 AlCl3是共价化合物 熔化时不能发生电离 1 材料的生产 1 材料的生产中要注意原材料的来源及价格 注意生产过程中的能量的充分利用 绿色化学及环保 2 高分子材料大多是通过加聚反应和缩聚反应生成的 发生加聚反应的物质必须是含有双键 三键等不饱和键的化合物 例如 烯 炔 醛等含不饱和键的化合物 发生加聚反应时无副产物生成 缩聚反应的单体往往是含双官能团的化合物 例如 OH COOH NH2 X及活泼的H或多官能团的小分子 发生缩聚反应时生成聚合物的同时还有小分子 2 材料的应用及回收利用材料的应用及回收利用时 要结合材料的性质如官能团的性质 线型结构与体型结构的性质 2018 高考山东卷 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成 1 酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成 反应有大量热放出 为防止温度过高 应向已有苯酚的反应釜中 加入甲醛 且反应釜应装有 装置 2 玻璃纤维由玻璃拉丝得到 普通玻璃是由石英砂 和石灰石 或长石 高温熔融而成 主要反应的化学方程式为 3 玻璃钢中玻璃纤维的作用是 玻璃钢具有 等优异性能 写出两点即可 4 下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是 a 深埋b 粉碎后用作树脂填料c 用作燃料d 用有机溶剂将其溶解 回收树脂 解析 4 热固性酚醛塑料不易降解 热固性酚醛塑料是体型高分子化合物 不易溶于一般有机溶剂 a d错误 只有b正确 即时应用2 2018 湖北省八校高三第一次联考 氯碱工业中 通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料 其中氯气用途十分广泛 除用于净水 环境消毒外 还用于生产盐酸 聚氯乙烯 氯苯等 1 电解饱和食盐水的化学方程式为 2 氯气用于生产半导体材料硅的流程如下 石英砂的主要成分是 在制备粗硅时 焦炭的作用是 由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式是 3 用于制造塑料薄膜 人造革 塑料管材和板材的聚氯乙烯 PVC塑料 就是以氯气和乙烯为主要原料通过 消去和 三步主要反应生产的 生产聚氯乙烯的有关反应的化学方程式为 4 上述两种生产过程可得到同一种副产品 该副产品是 用H2使之还原 用SiCl4得到高纯硅的化学方程式为 SiCl4 2H2Si 4HCl 3 Cl2在有机合成中的应用一般体现在利用加成反应制取聚氯乙烯 先