高二化学苏教版选修2课件：专题归纳整合4

1、专题归纳整合专题归纳整合 用一句话表达下列关键词：用一句话表达下列关键词：金属的阳极氧化电镀合金纳米材料复合材料玻璃钢金属的阳极氧化电镀合金纳米材料复合材料玻璃钢钢化玻璃钢化玻璃提示提示金属的阳极氧化：在电解作用下，阳极金属或合金在表金属的阳极氧化：在电解作用下，阳极金属或合金在表面上形成一层致密的氧化膜。面上形成一层致密的氧化膜。电镀：利用电解原理，在金属的器件表面形成一层具有抗腐电镀：利用电解原理，在金属的器件表面形成一层具有抗腐蚀，抗磨损能力的金属镀膜的过程。蚀，抗磨损能力的金属镀膜的过程。合金：由金属与金属或非金属熔合而成的有金属特性的混合合金：由金属与金属或非金属熔合而成的有金属特性

2、的混合物。物。纳米材料：又称超微粒材料，其颗粒直径在纳米材料：又称超微粒材料，其颗粒直径在1100 nm。复合材料：由不同性能的多种材料复合而成、由基体和增强体复合材料：由不同性能的多种材料复合而成、由基体和增强体两部分组成。两部分组成。玻璃钢：是由玻璃纤维和聚酯类树脂复合而成的材料。玻璃钢：是由玻璃纤维和聚酯类树脂复合而成的材料。钢化玻璃：由普通玻璃熔融后而急剧冷却得到的玻璃。钢化玻璃：由普通玻璃熔融后而急剧冷却得到的玻璃。1电镀为什么加表面活性剂？电镀为什么加表面活性剂？ 提示提示目的是镀件上析出的镀层厚度均匀，光滑致密，与底目的是镀件上析出的镀层厚度均匀，光滑致密，与底层金属附着力强。层

3、金属附着力强。2为什么可用氢氟酸蚀刻玻璃？为什么可用氢氟酸蚀刻玻璃？ 提示提示氢氟酸尽管属于弱酸，但腐蚀性很强，能与玻璃中的氢氟酸尽管属于弱酸，但腐蚀性很强，能与玻璃中的SiO2反应，反应，4HFSiO2=SiF42H2O。3几种常见合金的比较几种常见合金的比较提示提示 合金合金主要成分主要成分重要特性重要特性主要用途举例主要用途举例生铁生铁Fe、C、Si、Mn、S、P等等硬度较大，抗压硬度较大，抗压性强，韧性较差性强，韧性较差制造曲轴、齿制造曲轴、齿轮、阀门等轮、阀门等不锈不锈钢钢Fe、C、Cr、Ni等等硬度较大，韧性硬度较大，韧性较好，耐腐蚀性较好，耐腐蚀性强强制造医疗器械、制造医疗器械、

4、日常用具等日常用具等硬铝硬铝Al、Cu、Si、Mg、Mn等等密度小、强度密度小、强度高，耐腐蚀性强高，耐腐蚀性强制造火箭、飞制造火箭、飞机、汽车、轮船机、汽车、轮船等等续表续表黄铜黄铜Cu、Zn等等有良好的强度和塑有良好的强度和塑性、易加工，耐腐性、易加工，耐腐蚀蚀制造机器零件，仪制造机器零件，仪表和日常用品等表和日常用品等青铜青铜Cu、Sn等等有良好的强度和塑有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀性、耐磨、耐腐蚀制造机器零件，如制造机器零件，如轴承、齿轮等轴承、齿轮等白铜白铜Cu、Ni有良好的强度和塑有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀性、耐磨、耐腐蚀餐具餐具武德合武德合金金Pb、Sn、Bi、Cd熔点

5、低熔点低保险丝保险丝焊锡焊锡Pb、Sn熔点低，附着力较熔点低，附着力较强强焊接时使用的材料焊接时使用的材料镧镍合镧镍合金金La、Ni室温下吸氢快且室温下吸氢快且多，稍加热又快速多，稍加热又快速释放出氢释放出氢高效、方便的储氢高效、方便的储氢材料材料4.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料对比传统无机非金属材料与新型无机非金属材料对比提示提示 材料材料特性特性种类种类传统无机非金传统无机非金属材料属材料抗腐蚀、耐高温抗腐蚀、耐高温质脆、经不起热冲质脆、经不起热冲击击普通水泥、普通玻普通水泥、普通玻璃、黏土质陶瓷璃、黏土质陶瓷新型无机非金新型无机非金属材料属材料耐高温、高强度耐高温、高强度具有电

6、学特性具有电学特性具有光学特性具有光学特性具有生物功能具有生物功能高温结构陶瓷高温结构陶瓷光导纤维光导纤维续表续表氧化铝氧化铝陶瓷陶瓷(人人造刚玉造刚玉)高熔点高熔点高硬度高硬度可制成透明陶瓷可制成透明陶瓷无毒，不溶于水，强度高无毒，不溶于水，强度高对人体有较好的适应性对人体有较好的适应性高级耐火材料，刚玉高级耐火材料，刚玉球磨机、高压钠灯的球磨机、高压钠灯的灯管、人造骨、人造灯管、人造骨、人造牙、人造心脏瓣膜、牙、人造心脏瓣膜、人造关节等人造关节等氮化硅氮化硅陶瓷陶瓷超硬度，耐磨损超硬度，耐磨损抗腐蚀，高温时也抗氧化抗腐蚀，高温时也抗氧化抗冷热冲击，不碎裂抗冷热冲击，不碎裂耐高温且不易传热耐

7、高温且不易传热本身具有润滑性本身具有润滑性制造轴承、汽轮机叶制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永片、机械密封环、永久性模具的机械构久性模具的机械构件。用于制造柴油机件。用于制造柴油机中发动机部件的受热中发动机部件的受热面等面等光导纤光导纤维维传导光的能力非常强传导光的能力非常强抗干扰性能好，不发生电辐抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高射，通讯质量高质量轻，光纤细，耐磨蚀质量轻，光纤细，耐磨蚀通讯材料、医疗、信通讯材料、医疗、信息处理、传能传像、息处理、传能传像、遥测遥控、照明遥测遥控、照明1制做电路板的化学原理是什么？制做电路板的化学原理是什么？ 提示提示氧化还原反应氧化还原反应2Fe3C

8、u=Cu22Fe22纳米材料有什么特点？纳米材料有什么特点？ 提示提示具有超塑性、高强度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性具有超塑性、高强度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性等。等。3“形状记忆合金形状记忆合金”是怎样记忆的？是怎样记忆的？ 提示提示形状记忆合金是在形状记忆合金是在20世纪世纪60年代初期发现的，它是一年代初期发现的，它是一种特殊的合金，有一种不可思议的性质，即使把它揉成一种特殊的合金，有一种不可思议的性质，即使把它揉成一团，一旦达到一定温度，它便能在瞬间恢复到原来的形状。团，一旦达到一定温度，它便能在瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力，称为由镍和钛组成的合金具有记忆能力

9、，称为NT合金。合金。 首先将预先加工成某一形状的这种首先将预先加工成某一形状的这种NT合金，在合金，在3001 000 高温下热处理几分钟至半小时，这样高温下热处理几分钟至半小时，这样NT合金就会记忆被合金就会记忆被加工成的形状。以后在室温下无论形状怎样变化，一旦将它加工成的形状。以后在室温下无论形状怎样变化，一旦将它的温度升至一定温度时，它就会恢复成原来被加工成的形的温度升至一定温度时，它就会恢复成原来被加工成的形状。状。形状记忆合金的结构尚未完全探明，为什么金属会记住某些固形状记忆合金的结构尚未完全探明，为什么金属会记住某些固定形状的问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测，金属的结定形状的

10、问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和冷却时是不同的，虽然外表没有变化，晶状态，在被加热时和冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这称为然而在一定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分析表明，这相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分析表明，这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有Ti和和Ni各为各为50%的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方体的，这两种晶体

11、结构相互转变的温度是一定的。高于这立方体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之改变。形状也就随之改变。具有这种形状记忆效应的合金，除镍钛合金外，还先后发现铜具有这种形状记忆效应的合金，除镍钛合金外，还先后发现铜锌、金锌、金镉、镍镉、镍铝等约铝等约20种合金系列、共种合金系列、共100多种合金，其中多种合金，其中“记忆力记忆力”最好的是最好的是NT合金。合金。形

12、状记忆合金的应用范围广泛，除了可用于温度控制装置、集形状记忆合金的应用范围广泛，除了可用于温度控制装置、集成电路引线、汽车零件与机械零件外，由于其与生物体的相容成电路引线、汽车零件与机械零件外，由于其与生物体的相容性好、耐腐蚀性强，还可用于骨折部位的固定、人造心脏零性好、耐腐蚀性强，还可用于骨折部位的固定、人造心脏零件、牙齿矫正等医用材料。件、牙齿矫正等医用材料。由于由于NT合金成本昂贵，目前正研制廉价的铜系形状记忆合金。合金成本昂贵，目前正研制廉价的铜系形状记忆合金。材料在各个领域有着极其重要的作用。材料是当今世界关注的材料在各个领域有着极其重要的作用。材料是当今世界关注的重点，尤其是新材料

13、的研发和广泛应用，为人类生活质量的提重点，尤其是新材料的研发和广泛应用，为人类生活质量的提高做出了重大贡献，今后新材料的研发仍是科学家研究的方高做出了重大贡献，今后新材料的研发仍是科学家研究的方向。所以在高考命题中考查的重点应该是各类材料在生产、生向。所以在高考命题中考查的重点应该是各类材料在生产、生活、国防科学尖端各个领域的应用，具体考查角度有以下几个活、国防科学尖端各个领域的应用，具体考查角度有以下几个方向。方向。学科思想培养四关于材料的命题角度和解题指导学科思想培养四关于材料的命题角度和解题指导 根据不同类型的合金组成研究其用途，如储氢合根据不同类型的合金组成研究其用途，如储氢合金可用于

14、原电池中，做电池的负极，镁、铝合金可代替有机合金可用于原电池中，做电池的负极，镁、铝合金可代替有机合成材料增加美观、增强强度等。成材料增加美观、增强强度等。【解题指导解题指导】 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化氢氧燃料电池的能量转化主要形式是主要形式是_，在，在导线中电子流动方向为导线中电子流动方向为_(用用a、b表示表示)。(2)负

15、极反应式为负极反应式为_。【例例1】已知已知LiH固体密度为固体密度为0.82 gcm3，用锂吸收，用锂吸收224 L(标准状标准状况况)H2，生成的，生成的LiH体积与被吸收的体积与被吸收的H2体积比为体积比为_。由生成的由生成的LiH与与H2O作用，放出的作用，放出的H2用作电池燃料，若能量用作电池燃料，若能量转化率为转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为，则导线中通过电子的物质的量为_mol。解析解析(1)电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通入是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通

16、入H2的一极是的一极是负极，故电子由负极，故电子由a流动到流动到b。 (2)H2在负极失电子，因为电解质溶在负极失电子，因为电解质溶液是液是KOH溶液，故负极反应式为溶液，故负极反应式为2H24OH4e=4H2O。 方向二复合材料在航空、航天领域中的应用方向二复合材料在航空、航天领域中的应用【知识基础知识基础】(1)飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。作为增料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维或氧化铝纤维等耐强体的纤维是碳纤

17、维、硼纤维、碳化硅纤维或氧化铝纤维等耐热性好的纤维，作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密热性好的纤维，作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和度小的轻金属。这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和导热性好，不吸湿，不易老化。导热性好，不吸湿，不易老化。(2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的，其增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤的材料制成的，其增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维；基体的主要成分是各种陶瓷。这种纤维增强陶瓷保持了陶维；基体的主要成分是各种陶瓷。这种纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，又增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地瓷耐高温的特性，又增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。穿越大气层返回地球。 国防、航空、航天技术的提高离不开材料的革新、国防、航空、航天技术的提高离不开材料的革新、复合材料性能优良，研发新的复合材料意义重大，从复合材料复合材料性能优良，研发新的复合材料意义重大，从复合材料的组成入手讨论其性能和用途，其研究方向：仿生复合、纳米的组成入手讨论其性能和用途，其研究方向：仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等。复合、分子复合、智能复合等。