高中化學(xué)：《化學(xué)與材料的發(fā)展》課件 魯科版選修2

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3講化學(xué)與材料的發(fā)展 一 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料 新型陶瓷因具有光 電 磁 生物和化學(xué)等新的特性和功能 越來越受到人們的青睞 1 氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料 它的硬度大 熔點(diǎn)高 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300 時(shí)反應(yīng)獲得 根據(jù)性質(zhì) 推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是 填序號(hào) A 制氣輪機(jī)葉片B 制有色玻璃C 制永久性模具D 制造柴油機(jī) 寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)元素周期律知識(shí) 請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式 現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)?氫氣在加強(qiáng)熱的條件下發(fā)生反應(yīng) 可得較高純度的氮化硅 同時(shí)生成HCl 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2 磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機(jī)非金屬材料 它可用于制造人造骨骼 這是利用這類材料的 填序號(hào) A 耐高溫特性B 電學(xué)特性C 光學(xué)特性D 生物功能 氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng) 除氫氟酸外 它不與其他無機(jī)酸反應(yīng) 試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式 名師解析 根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識(shí) 可判斷氮元素非金屬性比硅強(qiáng) 故N顯負(fù)價(jià) Si顯正價(jià) 由此可寫出氮化硅化學(xué)式 答案 1 ACD Si3N4 Si3N4 12HF 3SiF4 4NH3 3SiCl4 2N2 6H2Si3N4 12HCl 2 D 二 金屬材料1 冶煉金屬的方法金屬的冶煉方法和金屬活動(dòng)性有著很大的關(guān)系 金屬的活潑程度不同 對(duì)應(yīng)的冶煉方法也截然不同 根據(jù)不同金屬的活動(dòng)性 冶煉方法大致如下 1 熱分解法可用于熱分解法冶煉的金屬 其元素的金屬性很弱 原子難失電子 離子易得電子 化合物的穩(wěn)定性較弱 在常見金屬活動(dòng)性順序表的右端區(qū)域 如Hg Ag 如2HgO2Hg O2 3 電解法電解法冶煉一般用于活潑金屬的冶煉 如K Ca Na Mg Al等 缺點(diǎn)是耗電量大 成本較高 值得一提的是 冶煉鋁不能用電解熔融AlCl3的方法 因共價(jià)化合物在熔融時(shí)不導(dǎo)電 通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁 2 煉鋼 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法用氧化劑在高溫下把生鐵中的S P等雜質(zhì)除去 3 鋁的冶煉 1 原料 鋁土礦 主要成分為Al2O3 2 提純Al2O3 用化學(xué)方程式表示 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 2Al OH 3Al2O3 3H2O 3 電解 加入冰晶石及少量螢石降低Al2O3的熔點(diǎn) 陰極反應(yīng)式 4Al3 12e 4Al陽極反應(yīng)式 6O2 12e 3O2 化學(xué)方程式 2Al2O34Al 3O2 4 金屬的腐蝕與防護(hù) 1 金屬的腐蝕類型 2 鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕比較 3 金屬腐蝕的防護(hù)方法 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金 覆蓋保護(hù)層如可以采用噴油漆 涂油脂 電鍍 噴鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離 使用電化學(xué)保護(hù)法如犧牲陽極的保護(hù)法 用活潑金屬與被保護(hù)金屬連接的保護(hù)方法 外加電流的陰極保護(hù)法 讓被保護(hù)的金屬與外加電源負(fù)極連接 2009年山東高考 金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料 在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解 2Al2O34Al 3O2 請(qǐng)回答下列問題 1 冰晶石 Na3AlF6 的作用是 2 電解生成的金屬鋁是在熔融液的 填 上層 或 下層 3 陰極和陽極均由 材料做成 電解時(shí)不斷消耗的電極是 填 陽極 或 陰極 名師解析 Al2O3的熔沸點(diǎn)很高 但電解必須在熔融狀態(tài)下進(jìn)行 故用冰晶石降低Al2O3的熔化溫度 陰 陽極材料只起導(dǎo)電的作用 不參與電極反應(yīng) 選用石墨 電解時(shí) 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 生成的O2與石墨反應(yīng)而不斷消耗 最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過物理變化的方式將廢舊鋁材回收利用 4 鋁是高耗能產(chǎn)品 廢舊鋁材的回收利用十分重要 在工業(yè)上 最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成 填代號(hào) a 冰晶石b 氧化鋁c 鋁錠d 硫酸鋁 答案 1 降低Al2O3的熔化溫度 2 下層 3 碳素 或石墨 陽極 4 c 歸納點(diǎn)評(píng) 1 冰晶石的作用回答不到位 不能從降低Al2O3的熔化溫度方面回答 2 對(duì)電解Al2O3的原理不理解 以致電極材料回答錯(cuò)誤 三 高分子化合物與材料1 高分子化合物 1 分類 2 線型結(jié)構(gòu) 體型結(jié)構(gòu)高分子材料比較 3 合成高分子化合物的主要化學(xué)反應(yīng) 2 高分子材料 氯堿工業(yè)中 通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料 其中氯氣用途十分廣泛 除用于凈水 環(huán)境消毒外 還用于生產(chǎn)鹽酸 聚氯乙烯 氯苯等 1 電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為 2 氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅的流程如下 焦炭高溫氯氣加熱氫氣高溫 石英砂的主要成分是 在制備粗硅時(shí) 焦炭的作用是 由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是 3 用于制造塑料薄膜 人造革 塑料管材和板材的聚氯乙烯 PVC塑料 就是以氯氣和乙烯為主要原料通過 消去和 三步主要反應(yīng)生產(chǎn)的 生產(chǎn)聚氯乙烯的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4 上述兩種生產(chǎn)過程可得到同一種副產(chǎn)品 該副產(chǎn)品是 名師解析 1 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 2 用Cl2制備純硅涉及反應(yīng) 2Cl2 Si 粗 SiCl4 體現(xiàn)了氯氣的強(qiáng)氧化性 再由SiCl4制取高純硅 用H2使之還原 用SiCl4得到高純硅的化學(xué)方程式為 SiCl4 2H2Si 4HCl 3 Cl2在有機(jī)合成中的應(yīng)用一般體現(xiàn)在利用加成反應(yīng)制取聚氯乙烯 先發(fā)生反應(yīng) CH2 CH Cl2在通過脫去一分子HCl 使之形成含雙鍵的氯乙烯 加聚即可得聚氯乙烯 即 4 在兩種材料制備反應(yīng)中可得副產(chǎn)品HCl 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全