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1、新课标苏教版选修1化学与生活 专题3丰富多彩的生活材料 地壳中元素含量示意图 各种金属制品 一 金属及合金的性质和应用 下列金属制品通常是用哪些金属材料制成的 各利用了金属的哪些性质 表3 1组成金属制品的成分及其性质 国内的 第三套人民币硬币1元硬币铜镍合金5角硬币铜锌合金2角硬币铜锌合金1角硬币铜锌合金第四套人民币硬币1元硬币钢芯镀镍5角硬币铜锌合金1角硬币铝镁合金第五套人民币硬币1元硬币钢芯镀镍5角硬币钢芯镀铜合金1角硬币铝合金 用途 用途 铝合金 主要用于建筑业 交通运输业以及电子行业 铝导热能力强 可用于各种家用器皿 铝导电能力强 可用于导线 铝延展性好 可制成铝箔 铝热反应放出大量
2、热 可置换铁 问题解决P86 写出铝 氧化铝 氢氧化铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的方程式 生活中常见的合金 黄铜材质的铜号 铝合金窗框 熔断器 铁合金在生活中应用十分广泛 各种铁合金都有自己的特性 生铁 含碳2 4 钢 含碳0 3 2 锰钢 含锰 具有很强的耐磨性和韧性 可用于制造拖拉机履带和汽车车轴等 钨钢 含钨 耐高温 硬度大 可用于制作切削金属的刀具 镍钢 含镍硅钢 含硅 钛合金 被誉为 2l世纪金属 的钛所形成的合金 在高科技领域发挥了巨大的作用 同时 由于它有较高的强度 良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性 对人体无毒和不良反应 还可作为人造骨的材料 因而又被称为 亲生物金属 现在 钛合
3、金已广泛应用于膝关节 肩关节 头盖骨的修复或再造 神奇的形状记忆合金具有形状记忆功能的记忆合金在高科技领域 工业和民用部门发挥着独特的作用 钛 镍记忆合金除了可以制作飞船的发射和接收天线外 还可用于制造玻璃暖房顶部窗户的启闭装置 当温度较高时 装置的弹簧自动伸长 顶面打开 使之通风 气温降低时 弹簧自动收缩 使顶面关闭 在医学方面 对脊椎骨弯曲的患者进行脊椎校直时 可将形状记忆合金制成的器件固定在脊椎骨上 受热时因器件伸长 而使脊椎被校直 用形状记忆合金制成的高级眼镜框架 扭曲折弯后 能够自动恢复成原来的形状 弹性好 经久耐用 二 金属的腐蚀与防护 除金 铂外 大多数金属都会发生腐蚀 铁器使用
4、时间较长会生锈 较不活泼的金属铜在潮湿的空气中也会慢慢形成一层绿色的铜锈 俗称 铜绿 银首饰在空气中受到微量硫化物的作用 表面会生成硫化银薄层 逐渐失去光泽 吸氧腐蚀 金属腐蚀的种类 化学腐蚀电化学腐蚀 金属的防护 1 覆盖保护层 2 改变金属内部结构 3 钢铁表面镶嵌活泼金属 如锌 原电池原理 4 钢铁连接电源负极 电解原理 阅读P89调查研究和P90表3 4 有些盛放食品的铁罐是用 马口铁 镀锡铁皮 制成的 屋檐的水槽 浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮 镀锌铁皮 制成的 当 马口铁 铁罐被腐蚀时 锈斑呈点状分布 锈孔容易穿透铁罐 而白铁皮水槽被腐蚀时 锈斑容易在面上扩展开来 镀锌层先
5、被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀 你知道造成这种现象的原因吗 烤蓝 又称 发蓝 也是一种常用的铁器表面处理方法 它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜 增强铁器件的抗腐蚀能力 铁器件 烤蓝 要使用发蓝液 常用的一种发蓝液是用氢氧化钠 硝酸钠 亚硝酸钠等试剂配制而成的 去除了油污和锈斑的刀片 在发蓝液中煮沸一段时间后取出 用水洗净 就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽 第二单元功能各异的无机非金属材料 1 从黏土到陶瓷 科学家用五个里程碑和三大技术突破来总结中国陶瓷的整个发展过程 1 新石器时代早期陶器的出现 2 新石器时代晚期印纹硬陶和商 周时期原始瓷的烧制成功 3 汉晋时期南方青釉瓷的诞
6、生 4 隋唐时期北方白釉瓷的突破 5 宋代到清代颜色釉瓷 彩绘瓷和雕塑陶瓷的辉煌成就 传统的陶瓷工艺陶器和瓷器的坯体都是用黏土制成的 制作瓷器的黏土较纯净 普通陶器较为粗糙 有不同程度的渗透性 如果在坯体上涂上彩釉 烧制后可得到表面光滑 不渗水 色彩绚丽的陶瓷器具 纯碱石灰石石英 玻璃窑 Na2SiO3CaSiO3SiO2 几种玻璃的特性和用途 变色玻璃 在玻璃中加入适量的溴化银 AgBr 和氧化铜的微小晶粒 经过适当的热处理 可以制成变色玻璃 当强光照射到玻璃上 溴化银分解为银和溴单质 分解出的银原子聚集成银的微小晶粒 使玻璃呈现暗棕色 能挡住大部分光线 光线变暗 银和溴在氧化铜的催化作用下
7、 重新生成溴化银 于是玻璃的颜色自动变浅 透光性增强 玻璃加工 1 玻璃加热到一定温度后急剧冷却 可以得到钢化玻璃 2 氢氟酸 HF 对玻璃具有腐蚀作用 可用于在玻璃上雕刻各种精美图案 SiO2 4HF SiF4 2H2O 3 在玻璃表面镀金属膜可以制得镀膜玻璃 镀膜玻璃外形美观 还可以阻挡红外线及紫外线的穿透 在玻璃上镀银 真空镀铝是制造镀膜玻璃常用的方法 玻璃加工 4 夹层玻璃 夹层玻璃受到撞击时只会裂开 而不会粉碎 夹层玻璃共有三层 两层玻璃夹着厚度约为0 76mm的中间层 夹层玻璃中间层的材料通常为性能较好的聚乙烯醇丁醛 PVB 当玻璃受到撞击而损坏时 中间的胶片便可粘着外面的玻璃 防
8、止碎片四处飞散 粘土石灰石石膏 水硬性 水泥回转窑 3CaO SiO22CaO SiO23CaO Al2O3 水泥沙浆混凝土钢筋混凝土 硅酸盐水泥 水泥是最常用的建筑材料右图是1949 1998年我国水泥产量示意图 光导纤维和新型陶瓷材料 光导纤维在信息工程中的应用 使人们可以坐在家中通过信息网络获取信息 联络亲友 新型高强度陶瓷材料的出现 克服了传统陶瓷的脆性 由光导纤维组成的光缆可以代替通讯电缆 用于光纤通信 传送高强度的激光 光纤通信的容量比微波通信大103 104倍 而且传输速度快 用光缆代替通讯电缆可以节约大量有色金属 据统计 生产lkm长的光缆只需几克超纯石英玻璃 约可节省铜1 1
9、t 新型陶瓷 结构陶瓷制品 生物陶瓷制品 透明陶瓷和纳米陶瓷一般陶瓷因为内部有杂质和气孔而不透明 用高纯度的原料可获得透明陶瓷 这些透明陶瓷不仅光学性能优异 而且耐高温 熔点一般都在2000 以上 透明陶瓷的透明度 强度 硬度都高于普通玻璃 用透明陶瓷制造高压钠灯 发光效率比高压汞灯高一倍 使用寿命可达2万小时 人们把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级 便得到了纳米陶瓷 纳米陶瓷成功地解决了陶瓷易碎的问题 纳米陶瓷还具有延展性 如室温下合成的Ti02陶瓷可以弯曲 塑性 韧性好 纳米氧化锆陶瓷颗粒 第三单元高分子材料和复合材料 了解 高分子化合物的分类 天然高分子合成高分子 线型高分子体型高分子 热塑性
10、高分子热固性高分子 塑料纤维橡胶涂料粘合剂功能高分子材料 聚乙烯 PE 产品 保鲜膜 吹塑成型的聚乙烯薄膜 无毒 化学稳定性好 适合做食品和药物的包装材料 一 塑料 化学稳定性好 耐酸碱腐蚀 使用温度不宜超过60 在低温下会变硬 分为 软质塑料和硬质塑料 聚氯乙烯 PVC 酚醛树脂 聚丙烯 有机玻璃 聚丙烯 PP 聚苯乙烯 PS 有机玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 尿醛塑料 电玉 聚四氟乙烯 PTFE ABS塑料 热固型 塑料按受热的情况可分为 热塑型 线型高分子 可反复加工 多次使用 如聚乙烯 聚氯乙烯 体型高分子 成型后不再会熔化 如酚醛树脂 尿醛树脂等 聚四氟乙烯 塑料王 ABS塑料既保
11、留了聚苯乙烯坚硬 透明 良好的加工性能和绝缘性等优点 又兼具聚丙烯腈高强度 耐热等特性 且具有聚丁二烯较好的弹性和耐冲击性 从而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高温的缺点 是一种融合了三者优越性能的合成材料 用ABS塑料制成的装修材料及其他各种用品美观轻巧 可与金属媲美 电视机 洗衣机等家用电器的壳体 通讯器材 汽车 飞机零部件及各种仪表的外壳等都是用ABS塑料制成的 图3 32用ABS塑料制成洗衣机的外壳 可溶解的医用塑料洗衣袋某些医院采用可溶解的塑料袋装放病人用过的衣被 清洗时可以直接放进洗衣机 洗衣袋能很快溶解在水里 避免了衣被中的病菌对洗涤人员的感染 你知道这些可溶解的塑料袋是用什么制成的吗
12、可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成 聚乙烯醇是用聚乙酸乙烯酯通过水解反应制得的 在不同的生产条件下制得的聚乙烯醇水溶性有差异 可以在不同场合使用 例如 手术时使用的缝合线 可以根据需要选择溶解时间长短不同的聚乙烯醇制品 手术套服 包装薄膜制品 图3 33可溶性医用 纤维 天然纤维 化学纤维 棉花羊毛木材草类 合成纤维 用石油 天然气等为原料制成的单体 再经聚合制成的纤维人造纤维 用化学方法对木材等天然纤维加工制成 蛋白质 二 纤维 纤维素 尼龙 合成纤维制品防弹衣在20世纪60年代 尼龙是制作防弹衣的主要材料 后来发现 分子中含有苯环结构的另一种聚酰胺纤维凯夫拉 Kevlar 有助于加强衣料本身的
13、张力 较尼龙强2 5倍 当子弹击中由此种纤维制成的防弹衣时 就像坠入一个网中 其能量会向四周扩散 子弹便没有足够的能量冲破衣料伤害人体了 现在凯夫拉已取代尼龙作为制作防弹衣的主要材料 防弹衣 涤纶织品涤纶强度高 耐磨 耐光 耐蚀 防蛀 易洗快千 挺括 是优良的衣料 也大量用于制作轮胎帘子线 工业滤布 绳索等 人造羊毛腈纶柔软 轻盈 保暖 有 人造羊毛 之称 它比羊毛轻lO 强度却大2倍多 腈纶防蛀 耐光 不发霉 它适合制作帐篷 炮衣 车篷 幕布 窗帘等户外织物 用它制成的毛线为人们所喜爱 缝合线乳酸纤维与其他有耐水性的化学纤维不同 它易水解成小分子 乳酸 乳酸纤维也可以作外科手术缝合线 在伤口
14、愈合后无需拆线 因为 乳酸纤维在体内水解生成的乳酸能参与人体的正常代谢作用 被消化排出体外 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 特种橡胶 聚硫橡胶硅橡胶 主要成分是聚异戊二烯 丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶 三 橡胶 橡胶硫化后 其柔韧性和弹性都会增大 橡胶的硫化 氯丁橡胶 丁苯橡胶 硅橡胶 合成橡胶 2004海水淡化及利用技术国际研讨会 中国 天津 高分子分离膜 尿不湿液晶显示器 医用高分子材料 一些有关人工器官的图片人造关节人工心脏瓣膜人造皮肤人造心脏人造肾脏人造膝关节 生物相容性 排斥 具有优异的 较少受到 可以满足人工器官对材料的苛刻要求 如 人造心脏 人造关节 人造鼻等 四 功能高分子材料
15、 高吸水性材料 高吸水性树脂可以用淀粉 纤维素等天然高分子与丙烯酸 苯乙烯 丙烯腈等物质聚合得到 它自身不溶于水或有机溶剂 与水接触时能在短时间内吸收比自身质量大得多的水 同时具有良好的保水性能 高吸水性树脂不仅可以制作纸尿布 在农林业上用做保水剂 还可在石油化学工业上用做脱水剂 1 复合材料 指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料 其中一种做为 另外材料做为 具有 等优异性能 在综合性能上超过了单一材料 2 复合材料的性能 基体 增强剂 强度高 质量轻 耐高温 耐腐蚀 五 复合材料 复合材料 玻璃钢 玻璃钢游艇 玻璃钢冷却塔 玻璃钢产品在化工 石油 建筑 体育 国防 航空航天工业包括神州五
16、号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用 复合材料应用非常广泛 如民用建筑和航天工业都大量使用复合材料 家庭装修材料中的钙塑板具有质轻 消声 隔热 防潮等作用 是以高压聚乙烯 轻质碳酸钙和少量助剂为原料制成的 美国 挑战者 号航天飞机使用的防热陶瓷瓦是由氧化硅纤维 硼化硅纤维的增强陶瓷材料制成的 波音767飞机的机身和机翼大量使用了碳纤维复合材料 碳纤维复合材料 它具有强度高 耐疲劳 重量轻等优点 主要以聚丙烯腈为原料 也可用人造丝 石油沥青或煤沥青为原料 复合材料 碳纤维 复合材料 隐形飞机上的特殊材料 轻便赛车 人造关节 人工心脏瓣膜 一张柔软的纸 白中透出微黄 这张不起眼的 白纸 就是填补国内空白的高科技 人造皮肤 这种 人造皮肤 能帮助伤口尽快恢复 比如烧烫伤 把水泡的水放出 用药清洗后 将 人造皮肤 敷贴在伤口上 很快 人造皮肤 就和人的身体长在一起 成了真的皮肤 人造皮肤 人造心脏 人造肾脏 人造膝关节
