课课 堂 反 馈馈 课课 堂 探 究考 点 突 破 课课 时时 作 业业 堂课探 究 解读考纲 考点考纲解读 化学与材料 制造和应用 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。 基础回扣 一、无机非金属材料 二、金属材料 1铁的冶炼 (1)原理：高温下用还原剂将铁从其氧化物中还 原出来。 (2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 (3)设备：炼铁高炉。 2钢的冶炼 (1)原理：高温下用氧化剂将过多的碳和其他杂 质氧化成气体或炉渣除去，再添加硅、锰、铝 等其他合金作为脱氧剂，以调整钢水的成分制 成符合规格的钢材。 3铝的生产流程示意图 三、高分子化合物与材料 1高分子化合物的合成 一般通过加成聚合或缩合聚合反应得到高分子 化合物。 2塑料制品的加工 线型结构的塑料具有热塑性，体型结构的塑料 有热固性。 3性能优异的合成材料 (1)塑料的改性 常用方法有填充改性、共混改性、共聚改性。 (2)功能高分子材料 发展趋势 是高性能化、功能化、复合化、精细 化、智能化。 (3)复合材料 构成：由基体和增强体两种材料构成。 性能：具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲 击、绝缘 性好等优良性能。 4环境中的高分子材料 (1)高分子材料的老化及其保护 (2)环境降解高分子材料的开发 降解主要涉及生物降解、光降解和化学降解三 种过程。 (3)废旧高分子材料的回收利用。 四、金属的腐蚀及防护 1金属腐蚀的本质是金属失电子被氧化，主要 包括化学腐蚀和电化学腐蚀。 (1)化学腐蚀 金属材料与其表面接触的一些物质直接发生化 学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。 (2)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，比较活泼的金属失电子而被氧 化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。钢铁腐蚀通常分 为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。 2金属腐蚀的防护和利用 将金属制品与周围物质隔离开。如电镀 、发蓝 、形成钝化膜等，控制和改善环境气体、液体 介质，或采用牺牲阳极法和外加电流法等电化 学保护法。 金属腐蚀会带来危害和损失，但也可以被利用 来进行材料加工，如化学蚀刻。 点考突 破 1几种金属的冶炼 (1)钢铁 的冶炼 炼铁炼钢 原料 铁矿 石、焦炭 、空气、石灰 石 生铁、氧化剂(空气、 纯氧、氧化铁等)、生 石灰、脱氧剂 化学原 理 在高温下用还 原剂将铁从其 氧化物中还原 出来 在高温下用氧化剂把 生铁中过多的碳和其 他杂质 氧化成气体或 炉渣除去 特别提醒 金属冶炼方法的选择与金属的活动性有关，处 在金属活动性不同位置的金属其冶炼的方法可 用下图表示： 当一种金属可用多种方法冶炼时，工业上一般 采用经济效益高的方法。即：热解还原法优于 焦炭还原法，焦炭还原法优于铝热还原法，铝 热还原法优于电解还原法；从环保角度考虑， H2还原法又优于CO还原法。 2金属材料的表面处理 防护方 法种类 原理应用实例 改变金属 内部结构 一般向一些易腐蚀的金属中加入 某些特殊金属制成合金，增强其 抗腐蚀能力 向普通钢中加铬、镍等金属 制不锈钢 金属表面 覆盖保 护层 在金属表面覆盖致密的保护层 ， 从而使金属制品跟周围物质隔离 开来 在钢铁 表面涂矿物性油脂、 油漆、搪瓷、塑料等，或电 镀、热镀 、喷镀 ，使金属表 面生成致密稳定的氧化膜 电化学 保护法 利用电化学原理将被保护的金属 作为原电池的正极或电解池的阴 极 牺牲阳极保护法、外加电流 阴极保护法 例1铝是地壳中含量最多的金属元素，1854年法国冶金学家戴 维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的复盐，获得了金属铝单 质。1886年，美国人霍尔和法国人埃鲁，分别独立地电解熔融 的氧化铝和冰晶石的混合物，制得了金属铝，奠定了今天大规 模生产铝的基础。 工业生产金属铝的原料是铝土矿(主要成分为Al2O3，另含有 Fe2O3)，工业中得到较纯氧化铝的过程如图所示： 试回答下列问题 ： (1)操作是一种重要的混合物分离方法，实验 室进行该项 操作用到的玻璃仪器有烧杯、 _、_。 (2)经分析不溶物A的主要成分为 _。 (3)工业上电解炼铝 的化学方程式为： _。 若电路中通过1 mol电子，可以得到铝 _ g。 解析(1)操作的方法是过滤，所用玻璃仪器有 玻璃棒、漏斗和烧杯。 (2)Fe2O3不与NaOH溶液反应，作为不溶物被滤 出。 (3)根据化学方程式可知每生成1 mol Al转移3 mol电子，所以每转移1 mol电子，可生成9 g Al 。 1无机非金属材料 (1)传统硅酸盐材料 陶瓷、水泥、玻璃等是传统硅酸盐材料，它们的比较如下： 陶瓷玻璃水泥 主要 原料 黏土 纯碱、石灰石 和石英 黏土和石灰石 (石膏为 辅助原料) 主要 设备 玻璃熔炉水泥回转窑 主要成分硅酸盐 Na2SiO3CaSi O3SiO2(Na2O CaO6SiO2) 3CaOSiO2、 2CaOSiO2、 3CaOAl2O3等 主要 性能 抗氧化、抗酸 碱腐蚀、耐高 温、绝缘、易 成型等优点 玻璃态物质， 没有固定的熔点 ，在一定温度范 围内逐渐软化 水硬性 (2)复合材料 常见的复合材料：玻璃钢、碳纤维 增强复合 材料等。 (3)塑料制品结构和性能 线型高分子：分子呈长链 状，可溶于有机溶 剂，受热软 化，熔融，有热塑性。 体型高分子：高分子链之间形成化学键产 生 交联，形成立体网状结构。不易溶于有机溶剂 ，受热不熔化，有热固性。 (4)新材料的发展方向 具有复合化、设计 化、智能化、仿生化、轻量 化、高性能化、高功能化等特点。 例2氮化硅是一种高温陶瓷材料，它熔点高、 硬度大、化学性质稳 定，工业上曾普遍采用高 纯硅与纯氮在1 300 反应制得。 (1)根据性质，推测氮化硅的用途是_( 填序号)。 制汽轮机叶片 制有色玻璃 制永久性 模具 制柴油机 (2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它 不与其他无机酸反应，试推测该 陶瓷被氢氟酸 腐蚀的化学方程式 _ 。 (3)四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强 热发 生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的 化学方程式为 _。 解析解答(1)的关键是信息的利用根据“氮化硅 是一种高温陶瓷材料，它熔点高、硬度大、化 学性质稳定”即可得出答案；书写(2)中氮化硅 陶瓷和氢氟酸反应的方程式，要注意产物的判 定，应该生成SiF4。 堂课反 馈 1下列有关材料的说法不正确的是( ) A传统 的无机非金属材料虽有不少优点，但 质脆，经不起热冲击 B新型无机非金属材料虽然克服了传统 无机 材料的缺点，但强度比较差 C高温结构材料具有耐高温、不怕氧化、耐酸 碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D新型无机非金属材料特性之一是具有电学特 性 答案B 解析质地较脆、经不起热冲击是传统的无机非 金属材料的缺点；新型无机非金属材料不但克 服了传统的无机非金属材料的缺点，而且同时 还具有了能承受高温、强度较高、具有电学性 能等若干优点。 2世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证 说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下 列有关玻璃的说法不正确的是( ) A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙 D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟 二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 答案B 解析本题考查玻璃的制法与性质。A项正确； 玻璃不是晶体，它没有固定熔点，B项错误；普 通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙，C项正确 ；玻璃中含有SiO2，它能够被烧碱溶液腐蚀： SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，故盛放烧碱 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，D项正确。 3在钢铁 腐蚀过 程中，下列六种变化可能发 生的是( ) O2被还原 产生H2 Fe(OH)3失水形成 Fe2O3xH2O 杂质 碳被氧化 镀层 破损 后，镀锌铁 板比镀锡铁 板更耐腐蚀 A B C D 答案C 解析钢铁腐蚀可分为吸氧腐蚀(还原O2)和析氢 腐蚀(析出H2)，其中电化学腐蚀时杂质碳为电源 的正极，故、正确，不正确；铁锈形成 过程中物质转化为FeFe2 Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3xH2O，正确 ；金属的活泼性ZnFeSn，故正确。 4社会的进步、经济 的腾飞 离不开材料的发 展，请回答下列问题 ： (1)玻璃、水泥是两种传统 的硅酸盐产 品，钢铁 是当前应用最广泛的金属材料。 玻璃、水泥的生产以及生铁的冶炼中都用到 的原料是_。 焦炭在炼铁 中的作用为 _。 全世界每年因生锈而损失的钢铁 大约占其产 量的1/4。钢铁 腐蚀的主要类型为 _；钢铁 的腐蚀给 我们带 来了巨 大损失，但也不是一无是处，请说 出一种利用 金属腐蚀原理进行材料加工的方法： _。 (2)单晶硅是现代信息的基础材料，三氯硅烷法 是目前生产高纯硅的主要方法。即先将粗硅在 一定条件下与_反应生成三氯硅烷，提 纯后的三氯硅烷用高纯度的_还原， 得到高纯硅。 (3)离子交换树 脂是人类使用的第一种功能高分 子材料，其主要用途为 _。 (4)北京时间 2009年12月16日凌晨，波音787梦 幻客机首飞成功，该飞 机最大的亮点是其主要 结构由碳纤维 复合材料与钛材料代替了传统 材 料，请简 述这项 改进的重要意义：使飞机更 加坚固； _ _。 答案(1)石灰石 作燃料和还原剂，同时对整个高炉内的 料柱起支撑和疏松作用 吸氧腐蚀 金属的化学蚀刻 (2)HCl H2 (3)用于硬水的软化 (4)使飞机的质量大大减轻，在远航时能节省大量的燃料，排放 的温室气体更少(合理即可) 解析生产玻璃的主要原料为石英砂、石灰石、纯碱；生产水泥 的主要原料为石灰石、黏土；冶炼生铁的原料为铁矿石、焦炭 、石灰石、空气，这些过程的原料中都有石灰石。炼铁时，焦 炭燃烧提供还原铁矿石需要的热量和还原剂CO。钢铁腐蚀分化 学腐蚀和电化学腐蚀，以电化学腐蚀为主。 电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，以吸 氧腐蚀为主。如果在金属表面均匀地涂上一层 蜡，然后刻上花纹，利用金属腐蚀的原理将裸 露部分腐蚀掉一部分，即实现了“金属的化学蚀 刻”。粗硅的提纯有多种办法，三氯硅烷法是其 中的一种，要填入的物质可根据常识，或根据 元素守恒判断。飞机使用新材料，不仅更坚固 、而且更轻，节约燃料的同时也就减少了CO2的 排放。 (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 所消耗的电极是_(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