2012年高中化學(xué)學(xué)業(yè)水平測試課件：第23講化學(xué)與材料的制造應(yīng)用

1、1了解社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對材料的要求。知道化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。2了解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點(diǎn)。3了解用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理。4知道我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況。知道新材料的發(fā)展方向。第一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。一、材料的開發(fā)與利用1新型金屬與非金屬材料(1)新型金屬材料金屬材料是使用最廣泛的材料。主要有特殊性能和結(jié)構(gòu)特性的合金材料、稀土金屬材料、納米金屬材料等。如：用于航天制造業(yè)的重要材料：MgAl合金、現(xiàn)代建筑的門窗框架硬鋁成分是：AlCuMgMnSi合金。具有特殊性能的陶瓷材料：硒化鋅、磁性材料：CoxF

2、e3-xO4+x等。第二頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。(2) 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：一般有 大、耐 、耐 、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。碳化硅（SiC）陶瓷：用作研磨介質(zhì)、航天器的涂層材料等。氮化硅（Si3N4）陶瓷：用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)受熱面等。(3)光導(dǎo)纖維材料：主要成分為_，應(yīng)用于通信、醫(yī)療、信息處理等。(4)高純單晶硅半導(dǎo)體材料：應(yīng)用于信息技術(shù)領(lǐng)域，也是制造太陽能電池的核心材料。(5)納米碳材料：納米石墨材料、足球烯分子(C60、C90、C120)材料、碳纖維材料。1(2)硬度高溫腐蝕(3)SiO2第三頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。2新型復(fù)合材料(1)復(fù)合材料：一種材料作為_，另外

3、一種材料作為增強(qiáng)劑。(2)玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)：_纖維和合成樹脂組成的復(fù)合材料。具有較好的強(qiáng)度，并且仍保持著合成樹脂較高的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和易加工性能。(3)塑鋼材料：主要是以_為基體，以碳酸鈣為填充料制成。2(1)基體(2)玻璃(3)聚氯乙烯第四頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。二、硅酸鹽材料硅酸鹽工業(yè)：制玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)叫硅酸鹽工業(yè)。1玻璃工業(yè)(1)普通玻璃原料_、_、_ 。(2)反應(yīng)原理：SiO2Na2CO3 _。SiO2CaCO3 _。(3)玻璃成分：普通玻璃和鋼化玻璃成分_，常因混有低價(jià)_化合物顯淺綠色。石英玻璃和光纖玻璃的成分是_。1(1)石灰石純堿石

4、英 (2)Na2SiO3CO2CaSiO3CO2 (3)相同鐵SiO2第五頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。(4)玻璃垃圾的處理：玻璃在自然條件下很難被消耗，玻璃摔破后既污染環(huán)境(會(huì)傷人、扎傷輪胎等)，又浪費(fèi)資源，玻璃可以再生產(chǎn)，分裝投放垃圾有利于玻璃的再生利用，保護(hù)環(huán)境。2水泥(1)水泥原料_、_。(2)化學(xué)原理：CaCO3 CaOCO2SiO2CaO CaSiO3(3)水泥主要成分：_(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(_)、鋁酸三鈣(_)(4)對環(huán)境的污染：主要是_和燒煤產(chǎn)生的_。2(1)石灰石黏土(3)硅酸三鈣2CaOSiO23CaOAl2O3(4)粉塵SiO2第六頁，編輯于星期一：八點(diǎn)

5、五十一分。3陶瓷(1)原料和工藝：陶瓷是以_、長石(鉀、鈉和鈣的鋁硅酸鹽)、石英為主要原料經(jīng)過粉碎、成型、煅燒等加工過程的制成品。陶生產(chǎn)工藝比瓷生產(chǎn)工藝簡單，陶的結(jié)構(gòu)沒有瓷的結(jié)構(gòu)_。(2)對環(huán)境的污染：主要污染物是_和燒煤產(chǎn)生的_對大氣污染。陶瓷材料可能造成的污染還有_氡氣等。4硅酸鹽常用表示方法：一般用氧化物形式表示：如：高嶺土：Al2(Si2O5)(OH)4：Al2O32SiO22H2O。3(1)黏土致密(2)粉塵SiO2放射性第七頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。三、金屬材料的防護(hù)1金屬保護(hù)中常用對其_進(jìn)行處理以防止腐蝕。金屬在接觸使用環(huán)境之前，先用鈍化劑或成膜劑(鉻酸鹽、磷酸鹽、堿、硝

6、酸鹽和亞硝酸鹽混合液等)處理，表面生成穩(wěn)定密實(shí)的_，抗腐蝕性大大增加。(1)鋁經(jīng)過氧化處理，表面可以生成比在大氣中生成的更為致密的膜，這類膜在溫和的腐蝕環(huán)境(大氣和水)中有優(yōu)良的抗腐蝕能力。(2)鋼鐵部件表面_(生成磁性氧化鐵的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜)處理。2涂層：用有機(jī)涂料(油漆、富鋅漆)保護(hù)大氣中的金屬結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最廣的傳統(tǒng)防腐手段。1表面氧化膜(2)發(fā)藍(lán)第八頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。3犧牲陽極的陰極保護(hù)法(1)犧牲陽極法，在被保護(hù)的金屬附近加裝更_的金屬，使被保護(hù)的金屬變成_。例如：鋼鐵設(shè)備連接一塊Zn、Mg或Al合金，使它們在形成的原電池中作為陽極而被腐蝕，而使金屬設(shè)備作為陰極受到保護(hù)，被犧

7、牲的陽極須定時(shí)更換。(2)外加電流法，是在體系中連接一塊電極(石墨、鉑或鍍釕、鈦、高硅鐵、廢鋼等)作_，向被保護(hù)金屬通電而使其成為_，使局部陰極電流與局部陽極電流相等、方向相反而相互抵消時(shí)，金屬腐蝕停止，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。陰極保護(hù)廣泛用于管道、電纜、海船、港灣碼頭設(shè)施、鉆井平臺(tái)、水庫閘門、油氣井等。4合金化：在基體金屬中加入一定比例的金屬能改變合金成分，便于得到耐蝕性優(yōu)良的材料。3(1)活潑正極(2)陽極陰極第九頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。新材料 “納米技術(shù)”廣泛地應(yīng)用于催化及軍事科學(xué)中，“納米材料”是指粒子直徑在幾納米到幾十納米的材料。如：將“納米材料”分散到液體分散劑中，所得混合物

8、具有的性質(zhì)是()A能全部透過半透膜B有丁達(dá)爾現(xiàn)象C所得液體一定能導(dǎo)電D所得物質(zhì)一定為懸濁液或乳濁液第十頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。解析： “納米材料”的粒子大小在1100 nm之間，所以將“納米材料”分散到液體分散劑中形成的分散系為膠體分散系，不是懸濁液或乳濁液，其中分散質(zhì)不能透過半透膜，有機(jī)大分子膠體分散系不導(dǎo)電，膠體可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。答案：B特別提示：納米材料納米材料又稱“納米結(jié)構(gòu)材料”，其特征是粒子的長度在納米數(shù)量級范圍(小于100 nm)的材料，具有高強(qiáng)度，較高韌性、磁性、催化及貯氫性能等許多奇異性能。如：許多納米純金屬的室溫硬度比相應(yīng)的非納米金屬硬度高27倍。目前納米材料主要用

9、于制備高硬度、耐磨納米復(fù)合材料；納米磁性材料；電沉積納米表面材料；納米玻璃材料等。 第十一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。 對下列材料的特征及用途的說法不正確的是()A玻璃纖維柔軟如絲，可像棉紗一樣紡織，但拉伸強(qiáng)度低B光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力很強(qiáng)，是非常好的通訊材料C氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱，可用于制造柴油機(jī)D玻璃鋼強(qiáng)度高，密度小，耐腐蝕，可用于廢水處理系統(tǒng)的管道 解析：玻璃纖維雖然極細(xì)如絲，但其拉伸強(qiáng)度大，其拉伸強(qiáng)度接近于鋼，顯然A項(xiàng)錯(cuò)誤；其它選項(xiàng)明顯正確。 答案：A第十二頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。硅酸鹽材料 (2011年揭陽市學(xué)業(yè)水平模擬)下列有關(guān)硅酸鹽材料的說法不正確的是()A制

10、普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B. 在水泥中，加入石膏的目的是加強(qiáng)水泥的機(jī)械強(qiáng)度C鋼化玻璃與普通玻璃相比具有相同成分D制造陶瓷的主要原料是黏土解析：制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英，A正確；在水泥中，加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的硬化速度，B錯(cuò)；C、D明顯正確。答案：B第十三頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。高分子材料的應(yīng)用 日、美三位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)“傳導(dǎo)聚合物”而榮獲2000年諾貝爾獎(jiǎng)。傳導(dǎo)聚合物的結(jié)構(gòu)式為： ，則該單體為()A乙烯B1,3丁二烯C乙炔 D乙烷解析：本題只要弄清楚物質(zhì)在加聚反應(yīng)之后，不飽和鍵會(huì)打開構(gòu)成長鏈，就會(huì)得出正確答案。答案：CnCHCH第十四頁，編輯于星期一：

11、八點(diǎn) 五十一分。金屬材料的防護(hù) 下列說法不正確的是()A鐵制品生銹以后可以隔絕里面的鐵與空氣進(jìn)一步接觸B鐵制品的生銹過程是緩慢氧化的過程C車、船表面涂上一層油漆可以防止鐵生銹D當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鑲層不能對鐵制品起保護(hù)作用解析：選項(xiàng)A錯(cuò)誤，鐵制品生銹生成的氧化鐵結(jié)構(gòu)不緊密，起不到隔絕鐵與空氣的接觸的作用。選項(xiàng)B正確，鐵制品的生銹過程主要是發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕。選項(xiàng)C正確，油漆可以隔絕金屬與空氣的接觸。選項(xiàng)D正確，當(dāng)鍍層破損時(shí)，SnFe可形成原電池，不再起到保護(hù)作用。答案：A第十五頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。單項(xiàng)選擇1下列有關(guān)合金的說法不正確的是()A多數(shù)合金比單一金屬有更大的硬度B多

12、數(shù)合金比單一金屬有更高的熔點(diǎn)C我國早在3000年前就使用合金D新型合金有記憶合金、儲(chǔ)氫合金等等解析：一般合金比單一金屬的熔點(diǎn)低。答案：B第十六頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。2(2011年廣東龍山中學(xué)學(xué)業(yè)水平模擬)下列說法中，不正確的是()A日常大量使用的不是純金屬而是它們的合金B(yǎng)目前已制得的純金屬只有90多種，但制得的合金已達(dá)幾千種C鋼是最純的鐵D隨意丟棄鋁質(zhì)包裝既浪費(fèi)金屬材料又造成環(huán)境污染解析：A、B正確；鋼是鐵與碳的合金，鋼只是含碳量少，硬度比較大，并不是最純的鐵，C錯(cuò)；D明顯正確。 答案：C第十七頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。3光導(dǎo)纖維的主要成分是()A純硅 B玻璃 CSiO2

13、D纖維素解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，選C。答案：C第十八頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。4(2011年汕頭市學(xué)業(yè)水平模擬)下列關(guān)于新材料、新技術(shù)及其應(yīng)用的說法錯(cuò)誤的是()A現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中(CPU元器件)不需要應(yīng)用半導(dǎo)體材料B家用電冰箱門內(nèi)的四周常裝有磁性橡膠封條，可以使冰箱門關(guān)閉得嚴(yán)密C“納米材料”是指原料的幾何尺寸達(dá)到納米級，因而具有某些特殊性能D光纖通信和微波通信中的電磁波傳播的速度不相同解析：半導(dǎo)體材料大量用于電子元件，可見A錯(cuò)；其它選項(xiàng)明顯正確。答案：A第十九頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。5下列有關(guān)新型高分子材料的說法中，不正確的是()A高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于

14、濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等B復(fù)合材料一般是以一種材料作為基體，另一種材料作為增強(qiáng)劑C導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料D合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達(dá)到生物相容的程度解析：合成高分子材料制成的人工器官一般不受人體的排斥作用，易達(dá)到生物相容的程度。答案：D第二十頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。6下列關(guān)于“新材料”描述錯(cuò)誤的是()A“超導(dǎo)材料”“半導(dǎo)體材料”和“納米材料”都屬于新材料B“超導(dǎo)材料”可以應(yīng)用于任何電器并使其效率提高C納米材料在力學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和生命科學(xué)等方面有重要的應(yīng)用D“ 半導(dǎo)體材料”廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視機(jī)、電腦的元件及

15、芯片解析： “超導(dǎo)材料”可以應(yīng)用于任何電器并使其效率提高，說得太絕對，故B明顯錯(cuò)。答案：B第二十一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。7(2010年江西學(xué)業(yè)水平模擬)下列有關(guān)一些工業(yè)生產(chǎn)原料的敘述中，錯(cuò)誤的是()A制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英B變色玻璃是在普通玻璃中加入適量的溴化銀和氧化銅的微小晶粒C氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可由硅和氮?dú)庠诔胤磻?yīng)制得D制造普通水泥的主要原料是黏土、石灰石解析：硅和氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，需在高溫條件下方能發(fā)生反應(yīng)。答案：C第二十二頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。8氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300 時(shí)反應(yīng)獲得。根據(jù)性質(zhì)推斷氮化硅的用途錯(cuò)誤的是()A制汽輪機(jī)葉片 B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油機(jī)解析：氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常常利用它來制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件。答案：B第二十三頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 五十一分。9下列關(guān)于材料的說法中正確的是()A高分子的材料都是耐高溫材料B玻璃屬于復(fù)合材料 C合金的熔點(diǎn)比相應(yīng)組分都高D復(fù)合材料由基體、增強(qiáng)體組成解