2015蘇教版本選修2第三單元（化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用）一輪復(fù)習(xí)教案

1、2015金版新學(xué)案高中化學(xué)總復(fù)習(xí)講義：選修2第三單元化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用考點(diǎn)一無(wú)機(jī)非金屬材料1傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬(硅酸鹽)材料2新型無(wú)機(jī)非金屬材料(1)新型陶瓷性能與應(yīng)用碳化硅(SiC)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作優(yōu)質(zhì)磨料和航天器涂層材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)受熱面等(2)單晶硅(3)碳單質(zhì)性能與應(yīng)用金剛石用于切割、制鉆頭、制裝飾品石墨電的良導(dǎo)體、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用作電極C60在新型儲(chǔ)氫材料、復(fù)合材料、納米材料、超導(dǎo)體的制造方面前景廣闊1下列有關(guān)材料的說(shuō)法不正確的是 ()A傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料雖有不少優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆，經(jīng)不起熱沖擊B新

2、型無(wú)機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差C高溫結(jié)構(gòu)材料具有能承受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D新型無(wú)機(jī)非金屬材料特點(diǎn)之一是具有電學(xué)特性解析：傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料缺點(diǎn)為質(zhì)地較脆，經(jīng)不起熱沖擊。新型無(wú)機(jī)非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，還具有能承受高溫、強(qiáng)度大，具有電學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。 高溫結(jié)構(gòu)材料具有能承受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，A、C、D正確，答案為B。答案：B2新型陶瓷因具有光、電、磁、生物和化學(xué)等新的特性和功能，越來(lái)越受到人們的青睞。(1)氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它的硬度大

3、，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1 300 時(shí)反應(yīng)獲得。根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是_(填序號(hào))。A制氣輪機(jī)葉片B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油機(jī)寫(xiě)出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖_，根據(jù)元素周期律知識(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式：_。氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：_?，F(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)?、氫氣在加?qiáng)熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，同時(shí)生成HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(2)磷酸鈣陶瓷也是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，它可用于制造人造骨骼，這是利用這類(lèi)材料的_(填序號(hào))。A耐高溫特性 B電學(xué)特性C光學(xué)特性 D生

4、物功能解析：根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識(shí)，可判斷氮元素非金屬性比硅強(qiáng)，故N顯負(fù)價(jià)，Si顯正價(jià)，由此可寫(xiě)出氮化硅化學(xué)式。答案：(1)ACD Si3N4Si3N412HF=3SiF44NH33SiCl42N26H2Si3N412HCl(2)D考點(diǎn)二金屬材料1鋼鐵的冶煉(1)工業(yè)煉鐵主要原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。主要設(shè)備：高爐(如圖)反應(yīng)原理：在高溫下，用一氧化碳?xì)怏w將化合態(tài)的鐵還原為單質(zhì)鐵。CO2CO2(提供熱能，制造CO2)CO2C2CO(制造還原劑)Fe2O33CO2Fe3CO2(制造生鐵)CaCO3CaOCO2CaOSiO2CaSiO3(除去SiO2)(2)工業(yè)煉鋼煉鋼原

5、理煉鋼就是在高溫下用氧化劑將生鐵中過(guò)多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去。在煉鋼的過(guò)程中要發(fā)生多而復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。例如：2CO22CO2FeO22FeOFeOCCOFe(脫碳)FeSCaOFeOCaS(脫硫)煉鋼的主要設(shè)備 煉鋼的主要設(shè)備是轉(zhuǎn)爐。煉鋼的主要原料煉鋼的主要原料是生鐵、氧氣、生石灰和合金元素。(3)實(shí)際生產(chǎn)中的作用：實(shí)際生產(chǎn)中，控制氧及各種元素含量是煉鋼中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，用計(jì)算機(jī)控制過(guò)程，實(shí)現(xiàn)根據(jù)樣品中碳等元素的含量及鋼水的溫度等數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)節(jié)氧氣的供應(yīng)量，準(zhǔn)確添加必要的元素，使煉出的鋼水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2鋁的冶煉(1)原料：鋁土礦(主要成分為Al2O3)。(2)生產(chǎn)過(guò)程：提純A

6、l2O3化學(xué)方程式：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O、NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3、2Al(OH)3Al2O33H2O。電解Al2O3化學(xué)方程式：2Al2O34Al3O2。加入冰晶石及少量氟化鈣的目的是降低Al2O3的熔點(diǎn)。3金屬的腐蝕及防止(1)金屬腐蝕的類(lèi)型化學(xué)腐蝕：金屬材料跟其表面接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。電化學(xué)腐蝕：不同金屬或不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化引起的腐蝕。(2)金屬腐蝕的防止和利用金屬腐蝕的防護(hù)方法金屬腐蝕的利用金屬的化學(xué)蝕刻、印刷電路的腐蝕、電子元件與集成電

7、路的精細(xì)加工都是利用了金屬腐蝕的原理。金屬冶煉的方法由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，因此冶煉不同的金屬必須采用不同的冶煉方法。金屬活動(dòng)性反順序AuPtAgHgCu(H)Pb SnFeZnAlMgNa CaK冶煉方法直接開(kāi)采熱分解法熱還原法電解法(1)熱分解法：對(duì)于金屬活動(dòng)性順序表中Hg及其以后的金屬可用熱分解法冶煉。如2HgO2HgO22Ag2O4AgO2(2)熱還原法：對(duì)于金屬活動(dòng)性順序表Zn到Cu之間的大部分金屬可用碳、H2、CO、Al等還原劑高溫下還原制備。如3COFe2O32Fe3CO2Fe2O32Al2FeAl2O3(鋁熱法煉鐵)(3)電解法：

8、對(duì)于非?；顫姷慕饘?Al前面的金屬)一般用電解法冶煉。MgCl2(熔融)MgCl22NaCl(熔融)2NaCl2(2013山東理綜31)廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡(jiǎn)圖如下：(1)電解時(shí)廢舊刀具做陽(yáng)極，不銹鋼做陰極，HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是_?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖海康氖腔厥绽闷渲械腳。 (3)溶液的主要成分是_。洗滌CoC2O4不充分對(duì)最終產(chǎn)品純度并無(wú)明顯影響，但焙燒時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，原因是_。(4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。解析：(1

9、)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是H放電生成氫氣。(2)將廢舊刀具電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生Co2和Fe2，加入雙氧水后Fe2被氧化生成Fe3，通入氨氣后生成Fe(OH)3沉淀，即濾餅的主要成分是Fe(OH)3。洗滌液中含有Co2，可循環(huán)使用。(3)加入的草酸銨與CoCl2反應(yīng)，生成草酸鈷和氯化銨，則溶液中主要含有NH4Cl。若草酸鈷表面的NH4Cl未洗凈，則焙燒時(shí)NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl，造成環(huán)境污染。(4)Co2O36e2Co，H22eH2O，根據(jù)得失電子守恒有Co2O33H2，可得Co2O33H22Co3H2O。答案：(1)2H2e=H2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙燒時(shí)，NH

10、4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl(4)Co2O33H22Co3H2O(1)冶煉鋁不能用電解熔融AlCl3的方法，原因是AlCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電。(2)冶煉鎂不能用電解熔融MgO的方法，原因是MgO的熔點(diǎn)高，使其熔化要消耗大量能量，應(yīng)電解熔融MgCl2。(3)工業(yè)煉鐵加入的是鐵礦石和焦炭，但還原劑并不是焦炭而是CO。(4)煉鋼的目的有三個(gè)方面：降低生鐵中的碳的含量，除去S、P等有害元素，調(diào)整Si、Mn、Cr等合金元素。(5)銅的冶煉方法有多種，如還原劑法、濕法煉銅以及電解精煉銅等?？键c(diǎn)三高分子化合物與材料1高分子化合物的分類(lèi)2新型高分子材料(1)功能高分子材料具有某種特定功能的高分子材料

11、，常見(jiàn)的有導(dǎo)電塑料(如聚乙炔)、離子交換樹(shù)脂或交換膜、高分子醫(yī)藥材料、人造器官、高分子吸水材料、導(dǎo)電高分子化合物等。(2)復(fù)合材料組成常見(jiàn)的復(fù)合材料：玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料等。3廢舊高分子材料的回收利用 (1)再生和改性； (2)生物降解或熱裂解生成小分子化工原料； (3)焚燒利用熱能。(1)高分子材料(2)常見(jiàn)功能高分子材料玻璃鋼可由酚醛樹(shù)脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹(shù)脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應(yīng)有大量熱放出，為防止溫度過(guò)高，應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中_加入甲醛，且反應(yīng)釜應(yīng)裝有_裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、_和石灰石(或長(zhǎng)石)高溫熔融而成，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(

12、3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。玻璃鋼具有_等優(yōu)異性能(寫(xiě)出兩點(diǎn)即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是_。a深埋b粉碎后用作樹(shù)脂填料c用作燃料 d用有機(jī)溶劑將其溶解，回收樹(shù)脂解析：(1)為防止溫度過(guò)高，應(yīng)間歇性地加入甲醛，并且有散熱(冷卻)裝置。(2)利用石灰石、純堿、石英砂制玻璃的方程式為：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(3)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子材料復(fù)合而成的復(fù)合材料，其中玻璃纖維的作用是增強(qiáng)體，合成材料是基體；它具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)良性能。(4)廢舊合成材料的再生利用主要有三條途徑：通過(guò)再

13、生和改性，重新做成多種有用的材料和制品；采用熱裂解或化學(xué)處理方法使其分解，用于制備多種化工原料；將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能，但熱固性酚醛塑料不易燃燒。故b正確，c錯(cuò)誤。因?yàn)樗芰仙盥竦叵乱话倌暌膊桓癄€，造成嚴(yán)重的“白色污染”，故a錯(cuò)；酚醛塑料不能溶解于有機(jī)溶劑，故d錯(cuò)。答案：(1)緩慢冷卻(2)純堿SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2SiO2CaCO3CaSiO3CO2(3)增強(qiáng)作用(或骨架作用)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕、抗沖擊、絕緣性好等(任意答出兩點(diǎn)即可)(4)b1合成高分子化合物的重要化學(xué)反應(yīng)加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過(guò)加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)許多

14、小分子通過(guò)縮合形成高聚物，同時(shí)有小分子生成的聚合反應(yīng)單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)含有能夠相互反應(yīng)的官能團(tuán)，如COOH和OH、NH2等單體種類(lèi)數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同產(chǎn)物種類(lèi)只有高聚物高聚物和小分子舉例 CH2CHCln OHCH2nH2O2.線(xiàn)型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較合成材料線(xiàn)型高分子材料體型高分子材料常見(jiàn)物質(zhì)合成纖維、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如電木)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈，鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合以共價(jià)鍵構(gòu)成高分子鏈，鏈與鏈之間以共價(jià)鍵大量交聯(lián)性質(zhì)特點(diǎn)具有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，

15、加熱能熔融，硬度、脆性較小，不能導(dǎo)電沒(méi)有彈性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶劑中能溶脹，硬度和脆性較大，不能導(dǎo)電1(2013新課標(biāo)全國(guó)卷36)鋅錳電池(俗稱(chēng)干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖(a)所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH該電池中，負(fù)極材料主要是_，電解質(zhì)的主要成分是_，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是_。與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是_。(2)圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬)。圖(b)一種回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝圖

16、(b)中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A_，B_。 操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。解析：(1)由普通鋅錳電池放電時(shí)的總反應(yīng)可知，Zn作負(fù)極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)：MnO2NHe=MnOOHNH3。正極上還可發(fā)生副反應(yīng)：2NH2e=2NH3H2。堿性鋅錳電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部；堿性鋅錳電池使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。(2)分析工藝流程圖可知，化

17、合物A為ZnCl2，化合物B為NH4Cl，化合物C為KCl，化合物D為KMnO4?！昂谏腆w混合物”中含有Zn(NH3)2Cl2、NH4Cl、MnOOH及MnO2等，操作a是將MnO2氧化為K2MnO4，操作b是K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)生成KMnO4和MnO2。用惰性電極電解K2MnO4溶液時(shí)，陰極是H放電，產(chǎn)生H2。答案：(1)ZnNH4ClMnO2NHe=MnOOHNH3堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部；堿性電池使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高(答對(duì)一條即可，其他合理答案也給分)(2)ZnCl2NH4Cl3MnO2CO2=2M

18、nOMnO22COH22(2012課標(biāo)全國(guó)理綜36)由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下：(1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過(guò)程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_，反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是_；(2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是

19、_、_。(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過(guò)程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼開(kāi)。解析：(1)明確黃銅礦與O2反應(yīng)，生成的低價(jià)硫化物為FeS、Cu2S。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)的升降規(guī)律，必然S元素被氧化為SO2，反應(yīng)方程式為2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2,2FeS3O22FeO2SO2，生成的FeO和SiO2反應(yīng)生成FeSiO3。(2)根據(jù)信息寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物，根據(jù)化合價(jià)升降相等的觀點(diǎn)將化學(xué)方程式配平：2Cu2S3O22Cu2O2SO2,2Cu2OCu2S6CuSO2

20、。(3)電解精煉時(shí)，粗銅做陽(yáng)極，精銅做陰極，CuSO4做電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積下來(lái)。答案：(1)2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO22FeS3O22FeO2SO2FeSiO3(2)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2(3)cCu22e=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽(yáng)極)下方，F(xiàn)e以Fe2的形式進(jìn)入電解液中3(2011浙江自選16)鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開(kāi)采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)工業(yè)上采用電解氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁：2Al2O34Al3O2加入冰晶石的作用：_。(2)上述工