选修二第三节化学与材料的制造和应用

1、考纲定标考纲定标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。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。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。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。料的发展方向。热点定位热点定位1.传

2、统无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐材料的生产原理、主要硅酸盐材料的生产原理、主要 成分、性能及应用。成分、性能及应用。2.新型无机非金属材料的功能及应用。新型无机非金属材料的功能及应用。3.常见重要金属的冶炼原理、腐蚀与防护。常见重要金属的冶炼原理、腐蚀与防护。4.加成聚合反应与缩和聚合反应的特点以及高分子材料中加成聚合反应与缩和聚合反应的特点以及高分子材料中 单体的确定。单体的确定。选修2第三节析考点提能力1 1传统无机非金属传统无机非金属( (硅酸盐硅酸盐) )材料材料2 2新型无机非金属材料新型无机非金属材料性能与应用性能与应用新新型型陶陶瓷瓷碳化硅碳化硅(SiC)硬度大、熔点高、

3、化学性质稳定，可作优硬度大、熔点高、化学性质稳定，可作优质磨料和航天器涂层材料质磨料和航天器涂层材料氮化硅氮化硅(Si3N4)硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等单晶硅单晶硅半导体材料，制作计算机芯片，集成电路半导体材料，制作计算机芯片，集成电路碳单质碳单质金刚石金刚石 新一代信息材料新一代信息材料石墨石墨电的良导体、化学性质稳定，用作电极电的良导体、化学性质稳定，用作电极C60在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、超导体的制造方面前景广阔超导体的制造方

4、面前景广阔例例1无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。(1)人类使用硅酸盐产品人类使用硅酸盐产品(陶瓷等陶瓷等)的历史已经快一万年了，的历史已经快一万年了，但在但在1823年才获得单质硅，瑞典化学家贝采利乌斯用金年才获得单质硅，瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原属钾还原SiF4获得单质硅，写出化学方程式获得单质硅，写出化学方程式_。用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅，反应的化用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅，反应的化学方程式为学方程式为_。无定形硅和晶体硅的

5、结构有很大的差别，无定形硅为棕色粉无定形硅和晶体硅的结构有很大的差别，无定形硅为棕色粉末，而晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体，无末，而晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体，无定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多。通过上述描述你能得出定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多。通过上述描述你能得出的结论是的结论是_。(3)硅在炼钢时用作脱氧剂，还原在冶炼过程中所形成的硅在炼钢时用作脱氧剂，还原在冶炼过程中所形成的FeO，化学方程式为化学方程式为_。(4)在野外，为了迅速得到氢气，用硅粉与干燥的在野外，为了迅速得到氢气，用硅粉与干燥的Ca(OH)2和和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到混合

6、，并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO。这种混合物叫做生氢剂。请写出该反应的化学方程。这种混合物叫做生氢剂。请写出该反应的化学方程式式_。解析解析(1)K可与可与SiF4发生置换反应生成发生置换反应生成Si。 (2)在反应在反应解析：解析：合金一般比纯金属具有更优越的物理、机械性能等，合金一般比纯金属具有更优越的物理、机械性能等，A正确；传统无机非金属材料主要指陶瓷、水泥、玻璃，都正确；传统无机非金属材料主要指陶瓷、水泥、玻璃，都是硅酸盐产品，而新型无机非金属材料则不是，是硅酸盐产品，而新型无机非金属材料则不是，B错误；复错误；复合材料由基体和增强体两部分组成，合材料由基体和增强

7、体两部分组成，C正确；正确；C60是一种新是一种新型无机非金属材料，型无机非金属材料，D正确。正确。答案：答案：B解析：解析：传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲击。新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料的击。新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料的缺点，还具有能承受高温、强度大，具有电学、生物学性质缺点，还具有能承受高温、强度大，具有电学、生物学性质等优点。高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱等优点。高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。综上所述，腐蚀、硬度大、耐磨损、密

8、度小等优点。综上所述，A、C、D正确，答案为正确，答案为B。答案：答案：B1几种金属的冶炼几种金属的冶炼(1)钢铁的冶炼：钢铁的冶炼：炼铁炼铁炼钢炼钢原料原料铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、空气、石灰石空气、石灰石生铁、氧化剂生铁、氧化剂(空气、纯氧、空气、纯氧、氧化铁等氧化铁等)、生石灰、脱氧剂、生石灰、脱氧剂化学化学原理原理在高温下用还原在高温下用还原剂将铁从其氧化剂将铁从其氧化物中还原出来物中还原出来在高温下用氧化剂把生铁中过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多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去或炉渣除去2金属的腐蚀及防护金属的腐蚀及防护(1)金属的腐蚀：金属的腐蚀：化学腐

9、蚀：化学腐蚀：金属材料与其表面接触的一些物质金属材料与其表面接触的一些物质(如如O2、Cl2等等)直接发直接发生化学反应而引起的腐蚀，受温度的影响较大。生化学反应而引起的腐蚀，受温度的影响较大。电化学腐蚀：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，比较活泼的金属失去电子而被氧化。反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。(2)金属腐蚀的防护及利用：金属腐蚀的防护及利用： 金属腐蚀的防护方法：金属腐蚀的防护方法：金属腐蚀的利用：金属腐蚀的利用：金属的化学蚀刻、印刷电路的腐蚀、电子元件与集成电路金属的化学蚀刻、印刷电路的腐蚀、电子

10、元件与集成电路的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。例例2(2011浙江高考浙江高考)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为该电解池中阳极的电极反应式为_，下列可作阴极材料的是下列可作阴极材料的是_。A铝材铝材B石墨石墨C铅板铅板D纯铝纯铝(3)阳极氧化能使金属表面

11、生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为解液，铝阳极发生的电极反应式为_。(4)在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是_。 (5)下列说法正解的是下列说法正解的是_。A阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨 性下降性下降D铝的阳极氧化膜富有多

12、孔性，具有很强的吸附性能，能吸铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸 附染料而呈各种颜色附染料而呈各种颜色解析解析(1)冰晶石主要起降低熔点的作用，节省能源。冰晶石主要起降低熔点的作用，节省能源。(2)因为因为Al比其他两种杂质活泼，所以优先放电，其电极比其他两种杂质活泼，所以优先放电，其电极反应式为：反应式为：Al3e=Al3 ；应该用所制备金属的纯净；应该用所制备金属的纯净物作为阴极，可选纯铝。物作为阴极，可选纯铝。(3) 铝阳极发生的电极反应式为铝阳极发生的电极反应式为2Al6e3H2O= Al2O36H。 (4)铝阳极表面不断生成致密的氧化膜，其导电能力比金铝阳极表面不断生

13、成致密的氧化膜，其导电能力比金 属差，电阻增加，为了保持稳定的电流，需要不断增大属差，电阻增加，为了保持稳定的电流，需要不断增大 电压。电压。(4)铝阳极表面不断生成致密的氧化膜，其导电能力比金属差，铝阳极表面不断生成致密的氧化膜，其导电能力比金属差，电阻增加，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压。电阻增加，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压。(5)A项，阳极氧化是应用电解原理进行金属材料表面处理的项，阳极氧化是应用电解原理进行金属材料表面处理的技术；技术；B项，铝的阳极氧化产生致密氧化膜使铝导电能力变项，铝的阳极氧化产生致密氧化膜使铝导电能力变差、绝缘性增强；差、绝缘性增强；C项，表面形成

14、的氧化物比金属更耐磨；项，表面形成的氧化物比金属更耐磨；D项，和金属单质铝相比，氧化物有多孔性结构，有很强的吸项，和金属单质铝相比，氧化物有多孔性结构，有很强的吸附能力，能吸附各种颜色的染料。所以选附能力，能吸附各种颜色的染料。所以选B、D。3在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加 反应的叙述正确的是反应的叙述正确的是() A两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的 作用作用 B炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产 生生CO的作用的作

15、用 C炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的 D炼铁过程中碳参加反应，只起产生炼铁过程中碳参加反应，只起产生CO的作用的作用解析：解析：炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生又起产生CO的作用；炼钢过程中碳被氧化，从而达的作用；炼钢过程中碳被氧化，从而达到降低含碳量的目的。故选到降低含碳量的目的。故选B。答案：答案：B4下列关于钢铁腐蚀的叙述正确的是下列关于钢铁腐蚀的叙述正确的是()A钢铁插入水中，水下部分比空气与水交界处更容易腐钢铁插入水中，水下部分比空气与水交界处更容易腐 蚀蚀B钢铁在海水中

16、比在河水中更易腐蚀，主要是由于海水钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要是由于海水 中氧气含量更大中氧气含量更大C钢铁设备上连接铜块可以防止钢铁腐蚀钢铁设备上连接铜块可以防止钢铁腐蚀D钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐钢铁设备与外加直流电源的负极相连可以防止钢铁腐 蚀蚀解析：解析：空气与水交界处更容易腐蚀，空气与水交界处更容易腐蚀，A错误；钢铁在海水中错误；钢铁在海水中更易腐蚀是因为海水中含有大量电解质，易产生电化学腐蚀，更易腐蚀是因为海水中含有大量电解质，易产生电化学腐蚀，B错误；钢铁设备上连接铜块会加速钢铁腐蚀，错误；钢铁设备上连接铜块会加速钢铁腐蚀，C错误。错误。答案：答案：

17、D1高分子化合物的分类高分子化合物的分类2合成高分子化合物主要的化学反应合成高分子化合物主要的化学反应加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合反应缩合聚合反应含义含义许多小分子许多小分子(含不饱和键含不饱和键)通过加成反应形成高聚物通过加成反应形成高聚物的聚合反应的聚合反应许多小分子通过缩合形许多小分子通过缩合形成高聚物，同时有小分成高聚物，同时有小分子生成的聚合反应子生成的聚合反应单体单体特征特征含不饱和键如碳碳双键、含不饱和键如碳碳双键、碳碳三键或环状结构碳碳三键或环状结构含有能够相互反应的官含有能够相互反应的官能团，如能团，如COOH和和OH、NH2等等单体种单体种类数类数相同或不同的单体相同或

18、不同的单体相同或不同的单体相同或不同的单体高聚物高聚物特征特征链节与单体的组成相同链节与单体的组成相同链节与单体的组成不同链节与单体的组成不同加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合反应缩合聚合反应产物产物种类种类只有高聚物只有高聚物高聚物和小分子高聚物和小分子举例举例3新型高分子材料新型高分子材料(1)功能高分子材料：功能高分子材料：(2)复合材料：复合材料：4废旧高分子材料的回收利用废旧高分子材料的回收利用(1)再生和改性；再生和改性；(2)生物降解或热裂生成小分子化工原料；生物降解或热裂生成小分子化工原料；(3)焚烧利用热能。焚烧利用热能。例例3玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。玻璃钢可由酚醛树

19、脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中_加入甲加入甲醛，且反应釜应装有醛，且反应釜应装有_装置。装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、_和石灰石和石灰石(或长石或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为高温熔融而成，主要反应的化学方程式为_。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是玻璃钢中玻璃纤维的作用是_。玻璃钢具有。玻璃钢具有_等优异性能等优异性能(写出两点即可写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是_。a深埋深埋b粉碎后用作树脂填料粉碎后用作树脂填料c用作燃料用作燃料d用有机溶剂将其溶解，回收树脂用有机溶剂将其溶解，回收树脂(4)废旧合成材料的再生利用主要有三条途径：通过再生和废旧合成材料的再生利用主要有三条途径：通过再生和改性，重新做成多种有用的材料和制品；采用