2018届高考化学总复习 第十三章 42 化学与材料的发展课件

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1、第42讲 化学与材料的发展,微考点大突破,微考点1 无机非金属材料 金属材料 基础微回扣,炼铁高炉,Fe3O4,Fe2O3,含碳量,P、S,炼钢炉,铝土矿,4金属的腐蚀与防护 (1)电化学腐蚀。,阴,负,正,我的警示 1工业炼铁加入的是铁矿石和焦炭，但还原剂并不是焦炭而是CO。 2炼钢的目的有三个方面：降低生铁中的碳的含量，除去S、P等有害元素调整Si、Mn、Cr等合金元素。 3铜的冶炼方法有多种，如还原剂法，湿法炼铜以及电解精炼铜等。,判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 1工业上由铝土矿提取Al2O3的过程中不发生氧化还原反应( ) 警示：由铝土矿提取Al2O3的过程如下： 整个过程中不

2、存在氧化还原反应。 2为防止铁被腐蚀， 在铁表面镀铜，镀铜时，铁与电源的负极相连( ) 警示：往铁上镀铜时，铜作阳极(与电源正极相连)，铁作阴极，含Cu2的溶液作电解质溶液。,3为防止轮船腐蚀，通常在轮船船身上装有一定数量的铅块( ) 警示：为防止轮船腐蚀，应在轮船身上装活泼性比Fe强的锌块。 4钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此，生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳( ) 警示：碳是铁合金的重要组成成分，影响钢铁的性质，因此生铁炼钢时不能完全除去碳，只能调整碳的含量。 5空气中含有大量氮气，工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)，是在高温下使单质硅与空气反应( )

3、警示：合成Si3N4应隔绝空气，因硅易与氧气反应，防止生成SiO2。,6陶瓷是将黏土和水的混合物通过高温烧结制成，其生产过程发生的变化有化学变化( ) 警示：黏土和水在高温下烧制陶瓷的过程发生了复杂的化学变化和物理变化过程。 7普通水泥的主要成分是硅酸钙( ) 警示：普通水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙。,一、无机非金属材料 1三种常见的传统硅酸盐产品比较,方法微总结,2.新型无机非金属材料 (1)新型无机非金属材料的分类。 新型陶瓷：如耐高温陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷、生理陶瓷等，它们在光、电、磁、化学和生物学方面有新的特性和功能。 单晶硅：硅是目前半导体工业最重要的基础材料。由硅

4、经高科技制成的单晶硅在电子工业和太阳能等领域有着极为重要的作用。 石墨、金刚石和C60。,【微典通关1】 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： _。,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

5、高、硬度大、化学性质稳定”即可得出答案。 (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。,二、金属材料 1几种金属的冶炼 (1)钢铁的冶炼。,2金属材料的表面处理,由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此冶炼不同的金属必须采用不同的冶炼方法。,请回答下列问题： (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”)。,降低Al2O3的熔化温度,下层,(3)阴极和阳极均由_材料做成，电解时不断消耗的电极是_(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

6、要，在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成_(填选项字母)。 a冰晶石 b氧化铝 c铝锭 d硫酸铝 解析：Al2O3的熔、沸点很高，但电解必须在熔融状态下进行，故用冰晶石降低Al2O3的熔化温度；阴、阳极材料只起导电的作用，不参与电极反应，选用石墨；电解时，阳极发生氧化反应，生成的O2与石墨反应而不断消耗；最能体现节能减排思想的是通过物理变化的方式将废旧铝材回收利用。,c,碳素(或石墨),阳极,对点微练 无机非金属材料 1下列关于工业生产的说法中，不正确的是( ) A工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅 B生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱 C工业上将粗铜进行精炼

7、，应将粗铜连接在电源的正极 D在高炉炼铁的反应中，一氧化碳作还原剂,应用微提升,解析：焦炭还原SiO2可以制得粗硅，A项对；生产普通水泥的主要原料有石灰石、黏土，B项错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，C项对；高炉炼铁中CO作还原剂，将铁的氧化物还原为Fe，D项对。 答案：B,2在制烧碱、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是( ) A纯碱 B石灰石 C石英 D黏土,对点微练 金属材料 3汞(熔点39 ，沸点356 )是制造电池的重要原料，历史上曾用“灼烧辰砂法”制取汞。目前工业上制纯汞的一种流程图如下。,解析：盐酸不能与铜反应，故C项错误。减压蒸馏可降低汞的沸点，使汞在较低的

8、温度下挥发，提高分离效率，故D项正确。 答案：C,4高炉炼铁是现代炼铁的主要方法。其设备如图所示：炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)在下降过程中与高温煤气在炉身部分发生作用。请回答下列问题： (1)焦炭在炼铁过程中的作用是_。,既提供热量，又产生还原剂CO,(2)石灰石的作用是 _。 (3)写出以赤铁矿矿石为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应 _。 (4)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的方法的目的是_。,造渣(或与矿石中的脉石结合生成熔点较低的硅酸钙形成炉渣而除去),采用逆流原理，使矿石与还原性气体充分接触,(5)在200多年前，人们发现从高炉出来的炉气中含有大量的没有利用的CO气体，工程师

9、们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是增加了高炉的高度。但是高炉尾气中的CO含量没变，这让当时的工程师们不解。请你说明原因_。 (6)高炉尾气中除含有毒气体CO外，还可能含有的有害气体是_(任意填一种)，因此不能直接排放。,该反应为可逆反应，已经达到反应的最大限度,二氧化硫,真题微探 1(2013山东)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：( ) (1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应为_。,(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的

10、_。 (3)溶液的主要成分是_。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是 _。 (4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为 _。,Fe(OH)3,Co3(或Co),NH4Cl,焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl,解析：(1)阴极发生还原反应，应是H放电生成氢气。(2)将废旧刀具电解时阳极产生Co2和Fe2，加入双氧水后Fe2被氧化生成Fe3，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co3，可循环使用。 (3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4

11、Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。 (4)Co2O36e2Co，H22eH2O，根据得失电子守恒有Co2O33H2，可得Co2O33H2=2Co3H2O。,2(2013重庆)合金是建造航空母舰的主体材料。 (1)航母升降机可由铝合金制造。 铝元素在周期表中的位置为_。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。 AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。 焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。,第三周期第A族,Ar,CO2,(2)航母舰体材料为合金钢。 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。 航母用钢可由低硅生铁冶炼而

12、成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。,吸氧腐蚀,CaCO3或CaO,(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。 80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为_。 为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有_。,Al、Ni,83.1%,解析：(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，提取铝的过程是：氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，再向溶液中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，加热使沉淀分解可得到氧化铝，最后电解

13、得到铝。镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应，所以焊接时必须使用Ar等稀有气体作保护气。(2)在海水中，合金钢、海水构成原电池，发生吸氧腐蚀。在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，以降低硅含量。(3)白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g，即0.5 mol，故合金中铝的质量为0.5 mol27 g/mol13.5 g，则铜的质量为66.5 g，质量分数为66.5 g80.0 g100%83.1 %。看图可知Al3在pH为3.4时开始沉淀，而Fe2和Ni2在pH为7.08.0之间均已开始沉淀，若溶解合金的酸过量，假设合金中含有Fe，则溶解后Fe转化为Fe3，而不是Fe2，因此合金中可能含有Fe，一

14、定含有Al和Ni。,1塑料制品结构和性能 (1)线型高分子：分子呈_链状，可溶于有机溶剂，受热_化，熔融，有_性。 (2)体型高分子：高分子链之间形成化学键产生交联，形成_结构。不易溶于有机溶剂，受热不熔化、有_性。 2性能优异的合成材料 (1)塑料的改性。 填充改性，共混改性，共聚改性。 (2)功能高分子材料，如离子交换树脂，能导电的高分子，高分子药物，高吸水性树脂，微胶囊等。,微考点2 高分子材料 基础微回扣,热固,长,软,热塑,立体网状,易错提示 1高分子的单体和链节区分不清，是失分的一个重要方面。 2高分子都是混合物，认识不到位时容易失分。 3由高分子判断单体的方法掌握不好，容易出现错误。 4缩聚反应中有小分子生成，这是区别于加聚反应的特征之一。