《南方新高考高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六單元 第31講 化學(xué)與材料的發(fā)展課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六單元 第31講 化學(xué)與材料的發(fā)展課件（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第31講化學(xué)與材料的發(fā)展考綱導(dǎo)視考綱定位1.討論社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對(duì)材料的要求，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。2.舉例說明金屬材料、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)，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.舉例說明用化學(xué)方法進(jìn)行金屬材料表面處理的原理。4.收集我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)發(fā)展情況的資料，認(rèn)識(shí)新材料的發(fā)展方向?；A(chǔ)反饋正誤判斷，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫“”。(1)玻璃成分是硅酸鹽，有一定的熔點(diǎn)()。(2)新型無機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差()。)。(3)金屬銅一般用電解法進(jìn)行冶煉(4)鋁可用金屬鈉還原的方法大量生產(chǎn)()。(5)電解熔融的氯

2、化鋁制鋁()。(6)高溫下用 H2 還原氧化鎂制鎂()。(7)金屬在潮濕情況下的腐蝕實(shí)質(zhì)是 MnH2O=M(OH)nH2()。(8)某高聚物是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物()。(9)復(fù)合材料既保持了原材料的優(yōu)點(diǎn)，又優(yōu)于原材料的特點(diǎn)()。(10)線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子都可以溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?)。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)考點(diǎn)一無機(jī)非金屬材料【知識(shí)梳理】1傳統(tǒng)硅酸鹽材料：傳統(tǒng)硅酸鹽材料一般是以_、_、_、_等為原料生產(chǎn)的。這些原料一般都含有_，空間結(jié)構(gòu)為_，結(jié)構(gòu)的特殊性決定硅酸鹽材料大多具有穩(wěn)定性強(qiáng)、硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等特點(diǎn)。因此由它們制造

3、的陶瓷、玻璃、水泥等材料，被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。黏土石英鉀長石鈉長石四面體形(1)陶瓷：傳統(tǒng)陶瓷大多是將_和_的混合物通過高溫?zé)Y(jié)制成的；陶瓷種類很多，主要分為_、_、_等。(2)玻璃：普通玻璃是以_、_、_為主要原料，經(jīng)過若干工序制成。它的主要成分為_和_，制造過程中發(fā)生的主要反應(yīng)是_、_。(3)水泥：普通硅酸鹽水泥的原料是_、_；在窯中煅燒得到熟料再配以適量的_即得產(chǎn)品；水泥的主要成分是_、_、_等。黏土水炻器瓷器土器石英砂純堿石灰石Na2SiO3CaSiO3Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2石灰石黏土石膏3CaOSiO22CaOSiO23C

4、aOAl2O32新型無機(jī)非金屬材料：(1)新型陶瓷：新型陶瓷突破了以_和_兩種元素為主，如SiC又稱_，其制備反應(yīng)方程式為_。再如氮化硅，有多種制造方法 ( 寫出制備反應(yīng)方程式 ) ：_；_。(2)單晶硅：高純度硅制備的主要反應(yīng)：_；_、_。Si金剛砂OSiO23CSiC2CO3Si2N2Si3N43SiCl42N26H2Si3N412HClSiO22CSi2COSi3HClSiHCl3H2H2Si3HClSiHCl3(3)石墨、金剛石和 C60：20 世紀(jì) 50 年代石墨轉(zhuǎn)變成金剛石的生產(chǎn)條件是_、_、_；化學(xué)氣相沉積法制造金剛石薄膜的原理為_。C60 材料是碳的另一類單質(zhì)，類似的還有 C7

5、0、C240、C540、C960等。C60 可能成為新型貯氫材料，而 K3C60 具有超導(dǎo)性，可開發(fā)出高溫超導(dǎo)材料，碳納米管則具有更大的韌性。1300 1400 6106kPa7106kPa等作催化劑Fe、Co、NiCH4C(金剛石)2H2【考點(diǎn)集訓(xùn)】例1用高嶺土(主要成分是 Al2O32SiO22H2O，并含少量的CaO、Fe2O3)研制新型凈水劑(鋁的化合物)。其實(shí)驗(yàn)步驟如下：將土樣和純堿混勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過濾，棄去殘?jiān)?，溶液用鹽酸酸化，經(jīng)過濾，分別得到沉淀和溶液，溶液即為凈水劑。(1)寫出熔融時(shí)的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式(Al2O3與純堿反應(yīng)和 SiO2 與純堿反

6、應(yīng)原理相似)：_。(2)最后的沉淀物是_，生成該沉淀的離子方程式是_。(3)實(shí)驗(yàn)中常用的有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝。本實(shí)驗(yàn)在熔融高嶺土?xí)r，應(yīng)選_坩堝。解析：(2)加鹽酸酸化后NaAlO2會(huì)轉(zhuǎn)化為AlCl3，而Na2SiO3會(huì)轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀，故最后的沉淀物是硅酸；(3)因本實(shí)驗(yàn)中加入純堿來熔融高嶺土，故不能選用能與純堿反應(yīng)的瓷坩堝和氧化鋁坩堝，而應(yīng)選用鐵坩堝。答案：(1)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2例2 (2013 年海南卷)硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。回答下列問題：(1)1810 年

7、瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有_。(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種技術(shù)路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：裝置發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO22C Si2CO流化床反應(yīng)器Si3HCl SiHCl3H2還原爐SiHCl3H2 Si3HCl物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點(diǎn)/235557.631.88.230.484.9111.9用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，

8、該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；碳化硅又稱_，其晶體結(jié)構(gòu)與_相似。在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_。SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_。(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是_。解析：(1)反應(yīng)物是二氧化硅、木炭和鐵，所得“金屬”應(yīng)是鐵的合金。(2)生產(chǎn)普通玻璃的原料是純堿、石灰石和石英砂。(3)SiC又名金剛砂，與金剛石或晶體硅具有相似的結(jié)構(gòu)。SiCl4在常溫下呈液態(tài)，會(huì)成為雜質(zhì)。由于SiCl4 與SiHCl3 沸點(diǎn)相差較大，因此可用精

9、餾(或蒸餾)的方法進(jìn)行分離。SiHCl3完全水解的化學(xué)方程式為SiHCl33H2O=H2SiO3H23HCl。(4)氯堿工業(yè)的產(chǎn)品是NaOH、H2、Cl2，其中H2、Cl2反應(yīng)可制備HCl。H2、HCl都是制備高純硅工藝中的原料。答案：(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)(2)石英砂、純堿和石灰石(3)SiO2 3CSiC2CO金剛砂金剛石(或單H2SiO3、H2、HCl晶硅) 精餾(或蒸餾)(4)H2、HCl2Fe3CO2(制造生鐵)、CaCO3SiO2 CaSiO3考點(diǎn)二金屬材料【知識(shí)梳理】一、金屬的冶煉1鋼鐵的冶煉。(1)工業(yè)煉鐵：化合態(tài)鐵較易被還原。在高溫下，一氧化碳?xì)怏w可將化合態(tài)的鐵還

10、原為單質(zhì)鐵。主要原料為鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；主要設(shè)備為高爐；主要反應(yīng)為：CO2CO2(提供熱能，制造 CO2)，CO2C2CO(制造還原劑)；Fe2O33COCO2(除去 SiO2)。(2)工業(yè)煉鋼：煉鋼就是在高溫下用_劑將生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去。在煉鋼的過程中要發(fā)生多而復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，例如：2CO22CO、2FeO22FeO 、 FeO CCO Fe( 脫 碳 ) 、 FeS CaOFeOCaS(脫硫)。煉鋼的主要設(shè)備是轉(zhuǎn)爐；煉鋼的主要原料是_、_、_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)控制過程，

11、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，使煉出的鋼達(dá)到設(shè)計(jì)要求。氧化生鐵氧氣生石灰2鋁的冶煉。(1)原料：_(主要成分為 Al2O3)。(2)提純 Al2O3 相關(guān)化學(xué)方程式：_。(3)電解 Al2O3 化學(xué)方程式：_；加入冰晶石及少量螢石的目的是_。鋁土礦Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3Al2O33H2O2Al2O34Al3O2降低Al2O3 熔化時(shí)的溫度二、金屬的腐蝕與防護(hù)1金屬腐蝕的類型。(1)化學(xué)腐蝕：金屬跟其表面接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2、酸

12、雨等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。(2)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)，會(huì)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。(3)常見的電化學(xué)腐蝕。2.金屬腐蝕的防止和利用。(1)金屬腐蝕的防止方法：(2)金屬腐蝕的利用：金屬的化學(xué)蝕刻、印刷電路的腐蝕、電子元件與集成電路的精細(xì)加工都是利用了金屬腐蝕的原理?！究键c(diǎn)集訓(xùn)】例3下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()。abcdA圖 a 中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B圖 b 中，開關(guān)由 M 改置于 N 時(shí)，CuZn 合金的腐蝕速率減小C圖 c 中，接通開關(guān)時(shí) Zn 腐蝕速率增大，Zn 上放出氣體的速率也增大D圖

13、d 中，ZnMnO2 干電池自放電腐蝕主要是由 MnO2的氧化作用引起的解析：圖a 中鐵棒發(fā)生化學(xué)腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，故A 錯(cuò)誤；圖b 中開關(guān)由 M 置于N，CuZn作正極，腐蝕速率減小，故B 正確；圖c 中接通開關(guān)時(shí)Zn 作負(fù)極，腐蝕速率增大，但氫氣在 Pt 上放出，故C 錯(cuò)誤；圖d 中氯化銨水解呈酸性，鋅被腐蝕，與二氧化錳的催化作用無關(guān)，故 D 錯(cuò)誤。答案：B例4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 1000 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

14、轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物。該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：_、_，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1200 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，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：_、_。(3)粗銅的電解精煉下圖所示。在粗銅的電解過程中，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_。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。例5 對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，

15、可延長其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_ (填字母序號(hào))。aNH3bCO2cNaOHdHNO3以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為_。取少量廢電解液加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是_。(3)利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若 X 為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于_處(填“M”或“N”)。若X為

16、鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_?？键c(diǎn)三高分子化合物與材料【知識(shí)梳理】1概述：高分子化合物按來源可分為_和_，合成高分子化合物是由小分子通過聚合反應(yīng)制得的，所以也稱為_或高聚物。天然高分子化合物合成高分子化合物聚合物合成材料線型高分子材料體型高分子材料常見物質(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，加熱能熔融，硬度、脆性較小，不能導(dǎo)電，屬于_性材料沒有彈性和可塑性，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，

17、屬 于_性材料2線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料比較。熱塑熱固反應(yīng)類型加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形成高聚物的 聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚物，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 碳三鍵含特征官能團(tuán)如OH、 COOH、NH2 等單體種類數(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_鏈節(jié)與單體的組成_3合成高分子化合物的主要化學(xué)反應(yīng)。相同不同反應(yīng)類型加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子舉例（續(xù)表）4.新型高分子材料。(1)功能高分子材料的特定功能主要通過以下三種途徑獲得：由含有某種特定功能官能團(tuán)的

18、單體_(如能導(dǎo)電的高分子化合物等)；通過化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的_(如高吸水性樹脂等)；通過合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的_(如微膠囊等)。(2)復(fù)合材料一般是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合而成的。玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)就是_和_復(fù)合而成的復(fù)合材料。直接聚合功能化玻璃纖維合成樹脂基團(tuán)5廢舊高分子材料的回收利用。(1)通過_和_利用，做成多種有用的材料和制品。(2)采用_或_的方法使其分解，用于制備多種化工原料。(3)將廢舊的聚合物作為燃料回收利用_。再生改性熱裂解化學(xué)處理熱能【考點(diǎn)集訓(xùn)】例6下列關(guān)于材料的說法中，正確的是()。A三大合成材料是指塑料、合成纖維和復(fù)合材

19、料B熱塑性塑料與熱固性塑料均具有線型結(jié)構(gòu)，加熱到一定溫度都能軟化、熔化C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)體D鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分不同解析：三大合成材料指塑料、合成纖維和合成橡膠；熱固性塑料加熱情況復(fù)雜；鋼化玻璃成分不變，制造過程不同。答案：CLaNi5H6(g) H31.77 kJmol1。鑭-鎳合金的熔例7(2015 年浙江臺(tái)州模擬)材料是人類生存和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同的材料功能各不相同。以下都是有關(guān)材料的內(nèi)容，試根據(jù)所給內(nèi)容回答問題。(1)氫能是未來能源最佳選擇之一，氫能的利用涉及氫的儲(chǔ)存、輸送和使用。貯氫合金是解決氫的儲(chǔ)存等問題的重要材料。貯氫合金中最具代

20、表性的是鑭-鎳合金(LaNi5)。已知 LaNi5(s)3H2(g)點(diǎn)比鑭、鎳的熔點(diǎn)_(填“高”“低”或“介于兩者之間”) ， 根據(jù)反應(yīng)原理，形成LaNi5H6的化學(xué)反應(yīng)條件是_。最近有人提出可以研制出一種性能優(yōu)越的催化劑，可以大大提高貯氫合金的貯氫能力，你認(rèn)為該說法可信嗎？_( 填“可信”或“不可信”) ，其理由是_。(2)無機(jī)非金屬材料是日常生活中不可缺少的物質(zhì)，它們往往具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)。Si3N4 就是一種重要的精 細(xì) 陶 瓷 ， 合 成 氮 化 硅 的 方 法 之 一 為 3SiO2 6C 2N2Si3N46CO。Si3N4 屬于_晶體，在上述反應(yīng)中氧化劑為_。(3)硅

21、橡膠是一種耐高溫、耐低溫、耐油，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高分子合成材料，用于制造衛(wèi)星部件、人體器官等?，F(xiàn)以)，需要發(fā)生反應(yīng)的為原料合成硅橡膠(主要類型有_、_。(4)高分子吸水樹脂可以由聚乙烯醇()和聚丙烯酸鹽()交聯(lián)得到，從結(jié)構(gòu)上看該高分子吸水材料具有吸水性，原因?yàn)樗鼈兌季哂衉基團(tuán)。解析：(2)由反應(yīng)方程式可知 N 元素化合價(jià)降低，C 元素化合價(jià)升高，故 N2 為氧化劑，Si3N4 強(qiáng)度高、耐高溫，應(yīng)屬于原子晶體。(3)先水解生成，再經(jīng)縮聚生成。(4) 由結(jié)構(gòu)分析知該分子中有OH 和COO，都屬于親水基團(tuán)。答案：(1)低低溫、高壓不可信該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡移動(dòng)，更不可能大大提高貯氫合金的貯氫能力(2)原子N2縮聚反應(yīng)(3)水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))(4)親水