第三章探索生活材料

第三章探索生活材料第一节合金厨房用具

铁锅和下水井盖高压锅青铜器储氢汽车金饰品汽车配件金属或合金使用原因电线芯汽车外壳灯丝发动机排气管铜导电性好，价格便宜价格便宜，硬度强度较小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好软钢（低碳钢）钨熔点最高（3410摄氏度）铝合金不锈钢抗腐蚀性好密度小、强度大，较强抗腐蚀性一、认识合金（纯金属90种,合金达数千种）合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）融合而成的具有金属特性的物质。性能：1、硬度比单一成分大

2、熔点比各成分金属低4、有较强的抗腐蚀性能3、导电性比成分金属差纯金属和合金的结构不同硬度加大二、使用合金1、铁合金铁碳合金：生铁：钢：含碳量为2%~4.3%含碳量为0.03%~2%钢碳素钢：不锈钢

：低碳钢、中碳钢、高碳钢合金元素铬Cr、镍Ni2、铝合金

(Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土金属)

硬铝：Cu40%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si7%性能：密度小、强度大、抗腐蚀用途：飞机和宇宙飞船

3、铜合金：黄铜：

Cu—Zn（含Zn20%~36%）青铜：

Cu—Sn

（含Sn10%~30%）24K金合金18K:Au75Ag12.5Cu12.54、新型合金储氢合金：Ti-FeLa-Ni形状记忆合金：合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。（腰托、颈托）1、有关合金的叙述不正确的是

A、合金的熔点比它的各成分金属的熔点低

B、合金的硬度和强度一般比纯金属高

C、合金一定是金属熔合而成的物质

D、硬铝、黄铜和钢均为合金2、用于飞机制造业的重要材料是

A、Mg－Al合金B、Cu－Sn合金

C、Al－Si合金D、不锈钢CA【练习】3、下列关于镁铝合金的说法正确的是

A、熔点比镁、铝都高

B、熔点比镁、铝都低

C、硬度比镁、铝都小

D、硬度比镁、铝都大4、钢是由什么组成的合金

AFe和CO2BFeO和CCCu和ZnDFe和CBDDFe2O3·nH2O铁锈：铜绿：Cu2(OH)2CO3第二节

《金属的腐蚀和防护》一、金属的腐蚀金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀化学腐蚀（直接反应）电化学腐蚀（构成原电池）1、定义：2、本质：金属失去电子被氧化。3、分类：

金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1、化学腐蚀金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。2、电化学腐蚀

不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。1、自发进行的氧化还原反应2、有两种活动性不同的金属或非金属（石墨）做电极3、两极材料均插入电解质溶液中。

4、两极相连形成闭合回路。一、原电池：把化学能转化为电能的装置原电池负极（较活泼金属）正极（不活泼金属或非金属导体）工作原理：负极（较活泼的金属）上发生氧化反应，电子从（负极）通过导线流向正极（较不活泼的金属），正极上得电子发生还原反应【复习】二、构成原电池的条件:“两极一液一连线”钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件负极反应(Fe)正极反应(C)其他反应水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+

O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含

NaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为Fe2O3•nH2O）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么?解析：属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是因为Fe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。讨论自行车的不同构件如链条、钢圈、支架和齿轮等分别采取了什么防锈措施？给链条涂上机油,将钢圈表面镀上一层铬,给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬并涂上机油。3.金属的防护总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的？刷油漆包塑料层“机械转动部位”选用油脂镀耐腐蚀又耐磨的Cr用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块金属的防护方法1、在金属表面覆盖保护层2、改变金属的内部组织结构（形成合金）3、在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属刷油漆、涂机油、加塑料层……不锈钢、马口铁、白口铁……牺牲负极的正极保护法（如镀锌铁）……1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++

2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-

D【练习】2、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA3、下列事实不能用电化学理论解释的是(）A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B

4、有a、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为：()A．a>c>d>bB．d>a>b>cC．d>b>a>cD．b>a>d>cB第三节玻璃、陶瓷和水泥1、原料：纯碱、石灰石和石英2、反应原理：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑

高温

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑

高温3、主要成分：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅4、玻璃没有一定的熔点，受热逐渐软化，软化状态可以被吹成任何形状的制品．一、工业制玻璃四种特殊玻璃：⑴硼硅酸盐玻璃：膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀．

用途:高级化学仪器⑵光学玻璃：透光性能好、折光率高用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器

加入B２O３加入PbO蓝色(Co2O3)红色(Cu2O)淡绿色(FeO)⑶彩色玻璃：金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。玻璃在钢化炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。⑷钢化玻璃：光导纤维

（1）信息容量大（2）质量小而且细（4）成本低（3）光纤的抗干扰性能好1、成分：SiO22、优点：光学纤维胃镜现代通信用光缆光导纤维手术头灯用光导纤维做手术不用开刀【练习】2.下列关于玻璃的叙述正确的是（）A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点AB1.普通玻璃是

（混合物、纯净物）玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。这是因为玻璃是一种

物质，没有固定的

。混合物玻璃态熔点3.工业上制造一般的光学玻璃用到的原料是

（）

A、硼砂、烧碱、氧化铜、石英砂

B、纯碱、黏土、石英、氧化铜

C、氧化铅、纯碱、石灰石、石英

D、石灰石、纯碱、黏土、硼砂C4.与普通玻璃具有相同组成的（）A、光学玻璃B、有色玻璃C、钢化玻璃D、有机玻璃C1、原

料：2、生产过程：3、反应条件：高温混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）4、主要性能：抗氧化、抗酸碱、耐高温、绝缘、易成型等二、陶瓷6、高温结构陶瓷：耐高温、抗氧化、耐腐蚀氮化硅陶瓷可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机。1、混合；2、成型；3、干燥；4、烧结；5、冷却；6、陶瓷器主要原料主要设备

反应条件

主要成分

主要性能普通水泥

三、水泥

粘土、石灰石加适量石膏水泥回转窑高温硅酸二钙2CaO·SiO2硅酸三钙3CaO·SiO2铝酸三钙3CaO·Al2O3水硬性水硬性：将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变硬，这叫做水泥的水硬性1、下列物质有固定熔点的是：A、钢化玻璃B、水泥C、碳酸钠D、水玻璃2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是A、纯碱B、石灰石C、石英D、焦碳CB3、下列说法正确的是A、玻璃是一种晶体B、水玻璃在空气中能变浑浊，水泥无论在空气中还是水中都能硬化C、制备光导纤维的重要原料是玻璃D、水泥工业中最重要的设备是高炉E、高温结构陶瓷具有熔点高、硬度大、密度小的特点C4、熔融烧碱应选用的器皿是A、石英坩埚B、普通玻璃坩埚C、生铁坩埚D、陶瓷坩埚5、某型号水泥主要成分为Ca2SiOx、Ca3SiOy、

Ca3Al2Oz，则：

X=——y=——z=——

制取该水泥所用的原料是————C456石灰石粘土第四节塑料、纤维和橡胶一、合成材料三大合成材料：

塑料、合成纤维、合成橡胶

黏合剂、涂料……1.塑料（六个问题）①聚乙烯的组成元素是什么？怎样制得？什么是单体？它是由乙烯通过加成聚合反应制得；

单体是能合成聚合物的小分子物质。

由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚合反应。由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成高分子的反应，同时也是加成反应，又称加聚反应。乙烯的自身聚合，是乙烯的最大用量。

聚乙烯的相对分子质量可达几万到几十万。这种化合物属于高分子化合物

或高聚物。nCH2CH2催化剂CH2-CH2n[]-----

②什么是塑料？它和树脂有什么不同？塑料是由树脂及增塑剂、防老化剂等添加剂组成的，它的主要成分是树脂。因有些塑料基本上是由合成树脂所组成，故塑料和树脂也常混用。

主要成分:树脂及增塑剂、防老化剂塑料是相对分子质量很大的聚合物，往往由小分子的带有不饱和键有机物（单体）聚合而成③

塑料分成哪两大类？各有什么性质？热塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料热固性塑料（酚醛塑料）特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化

热塑性塑料固态时的线型结构热固性塑料硬化后的体型网状结构热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型④为什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化塑料中的原子是以共价键形成的，没有自由移动的离子。因此，在一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。“导电聚合物”塑料的电绝缘性是相对的聚乙炔P63⑤从结构分析,塑料在一般情况下会导电吗?2、纤维和橡胶几种纤维的性质实验灼烧情况受酸溶液的影响受碱溶液的影响纯棉烧后呈粉状，无异味轻微轻微羊毛烧焦羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒受腐蚀部分溶解尼龙布接近火焰时迅速卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎几乎不变几乎不变天然纤维：

棉花、羊毛、蚕丝和麻等纤维合成纤维：

腈纶(人造羊毛)、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”

合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。纤维橡胶

橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：

2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶通用橡胶：

丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。特种橡胶：

耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等硅橡胶3、硫化橡胶优点:具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等硫的作用？二、复合材料学与问每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？要获得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基础上发展创新，发挥其优势，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是将不同性能的材料组合起来，制成复合材料，使各组分材料在性能上进行互补，同时产生某些特殊性能。由于复合材料的设计自由度很大：不仅可以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各组分材料的含量来满足不同的需求。因此，复合材料是材料科学发展的必然趋势。二、复合材料复合材料：两种或两种以上