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第3节 新型材料的研制
一、教学目标
1.能结合实例，从物质的性质及其变化的视角，认识材料的科学利用与新材料的研发。
2.能感受无机材料、有机高分子材料、复合材料等在社会生活中的广泛应用。
二、教学重难点
重点：无机材料、有机高分子材料、复合材料等在社会生活中的广泛应用。
难点：材料的科学利用与新材料的研发。
三、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境 引入新课 【展示】展示中央电视台、鸟巢、水立方的图片。 【布置任务】请同学们想一想这些建筑可能会用到哪些材料，列举一下。 【讲述】同学们回答的很准确，这些建筑除了用到钢筋、水泥、塑料等，还用到了一些新型材料。材料是人类赖以生存和发展的重要物质。人们对材料的认识、制造和利用，经历了从天然材料到人工合成材料，再到为特定需求设计材料的发展过程。材料技术和应用的每一次重大进步，都与化学科学的发展密不可分。【过渡】那什么是材料呢？材料又是如何分类的呢？带着这些问题，让我们一起走进材料的世界。 根据图片回答问题：钢筋、水泥、塑料等。 通过展示代表性建筑让学生回答可能用到的材料，激发学生兴趣，便于后续教学。
环节二 新课讲解 一、无机材料 【布置任务】请同学们阅读课本，说一说金属材料的分类及金属材料的发展历程。 【交流讨论】现在老师分别请两位同学回答上述问题。 【展示】展示PPT第4页。 【总结】关于金属材料的分类同学们回答的很准确。现在老师对金属材料的发展历程做个简单的补充。我国古代劳动人民已经能够制造和使用青铜、铁等金属材料。随着近代工业的崛起，以钢铁为主体的金属材料被广泛应用于人们生产生活的各个领域。随着冶金技术进一步发展，人们用电解的方法生产铝等较活泼的金属，并研制各种具有优异性能的合金。 【阅读资料】PPT第6页——稀土材料。 【过渡】无论过去、现在还是将来，无机非金属材料在生产生活中都占有重要的地位。玻璃、水泥、陶瓷都是人们熟悉的无机非金属材料。运用化学方法制成的具有特殊性能的特种玻璃，如光致变色玻璃、钢化玻璃等，极大地提升了玻璃材料的性能和应用价值。 20世纪60年代以来，无机非金属材料发展迅猛，多种具有优异性能的材料被相继开发出来，如半导体材料、光导纤维等，为现代通信技术和信息化奠定了重要基础。 【讲述】陶瓷也是一种非常重要的无机非金属材料，在古代，人们用陶土、瓷土烧制陶器、瓷器。后来人们选择新的原料，改变制造工艺、生产出很多结构、功能与传统陶瓷不同的新型陶瓷材料。例如，用氧化铝等为原料生产的耐高温、高强度的陶瓷，可用来制造发动机零件；用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷甚至能够用来制造假牙、人工骨、人工关节等。这些无机非金属材料弥补了金属材料易腐蚀等不足。 带着问题阅读课本。 倾听、理解。 阅读。 倾听、记忆。 倾听、理解。 培养学生的阅读能力和总结能力。 让学生明确金属材料的发展历程。 拓展学生的知识面。 让学生了解常见的无机非金属材料。 让学生明确陶瓷的分类、制作。
二、合成材料 【过渡】在日常生活中，用的最多的是合成材料。合成材料是用化学方法合成的有机高分子材料。 【布置任务】请同学们带着下列问题，阅读课本。 1.三大有机合成材料有哪些？ 2.什么是塑料？塑料的种类、优点、用途都有哪些？ 3.为什么聚氯乙烯塑料不可以用来盛装食物，而聚乙烯塑料可以？ 4.如何鉴别聚乙烯塑料与聚氯乙烯塑料？ 【组织讨论】现在老师请两名同学先回答前两个问题。 【总结】合成材料是有机合成高分子材料的简称，它主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。关于塑料的概念、种类、优点、用途等，老师整理了一个表格，同学们可阅读表格进行了解。 【展示】展示PPT第11页。 【过渡】问题3 和问题4有一定难度，我们通过实验进行探究。 【布置任务】请同学们分组完成下列实验。 取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小块，分别点燃，观察燃烧情况，并填写表格。 【交流讨论】现在请同学们和老师一起来完成这个表格。 【总结】通过这个实验我们知道了，不能用聚氯乙烯来盛装食物，因为制造它的原材料中含有有毒元素——氯。 我们可以采取灼烧的方法区分聚乙烯和聚氯乙烯。 【过渡】塑料的应用和发展方便了人们的生活，但大多数塑料在自然条件下难以讲解，长期堆积的塑料制品造成了新的环境污染——“白色污染”。 【交流讨论】请同学们说一说“白色污染”的现象以及如何防治“白色污染”。 【总结】由于废旧塑料包装物大多数呈白色，因此造成的污染称为“白色污染”。大多数塑料在自然界中很难降解，长期堆放会破坏土壤、污染地下水、危害海洋生物，如果焚烧还会对环境造成污染。除此之外，还会造成视觉污染。 我们可以从以下4个方面来防治“白色污染”。 【展示】展示PPT第14页。 【讲述】减少废弃塑料产生的环境问题，要促进废弃塑料的回收和利用，大力研制在自然条件下容易降解的新型塑料。 【讲述】纤维分为天然纤维和合成纤维。棉、麻等植物纤维和动物的毛、蚕丝等都是天然纤维。但天然纤维数量有限，远不能满足人们对纺织品的需求。用化学方法制备的合成纤维，为工业生产提供了性能优越的材料，也丰富了人们的日常生活。 合成纤维是以石油产品、煤、石灰石、水和空气等为原料，通过一系列化学反应制造的，如锦纶、涤纶、人造羊毛、降落伞绳、渔网等都是合成纤维制品。 【提问】那如何鉴别少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物纤维（如尼龙丝线等）？ 【布置任务】实验桌上有实验用品，请同学们分组完成下列操作。 取少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物，分别在酒精灯火焰上灼烧。 【展示】展示表格。 【交流讨论】现在请同学们和老师一起完成这个表格。 【讲述】一般来说，合成纤维强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀，但吸水性和透气性不如天然纤维优良。因此现代纺织业一般采用混纺的方式，即将天然纤维和合成纤维按一定比例混合在一起纺纱，使其显示出各自的优点。 【讲述】我们来学习另一种合成材料——橡胶。橡胶分为天然橡胶和合成橡胶，人们根据天然橡胶的分子组成和结构，采用化学方法制得了合成橡胶。 【展示】展示图片。 【讲述】合成橡胶与天然橡胶相比具有更优良的弹性、绝缘性和耐高温性，广泛应用于生产生活中。 【过渡】除上述三种合成材料外，随着科学技术的发展，具有光、电、磁等特殊性能的功能高分子材料不断地被研制出来。 复合材料 【布置任务】请同学们快速阅读教材，了解复合材料的概念、特征及用途。 【讲述】复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。复合材料集中了组成材料的优点，具有更优异的性能。如钢筋混凝土是钢筋和混凝土的复合材料，机动车的轮胎是用合金钢与橡胶的复合材料制成的。 现代高科技的发展离不开复合材料。科学家研究合成了有特殊性能的复合材料。如在塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑料，可用于制造船体、汽车车身等；碳纤维复合材料可用于制造飞机的机翼、飞行器头锥等。 带着问题阅读课本。 思考、讨论、回答。 分组进行合作。 思考、讨论。 倾听、理解。 倾听、理解。 倾听、理解、记录笔记。 分组完成实验。 交流讨论。 倾听、理解、记忆。 倾听、理解、记忆。 阅读教材。 倾听、理解、记录笔记。 教师抛出问题，让学生带着问题去阅读，培养学生阅读资料、获取信息的能力。 从实验探究到讨论总结，既培养学生的实验操作能力，又培养学生的观察能力和总结能力。 通过让学生自己阐述“白色污染”的危害和防治措施，培养学生树立环保意识。 让学生明确纤维的分类及常见的合成纤维。 从实验探究到讨论总结，既培养学生的实验操作能力，又培养学生的观察能力和总结能力。 让学生了解天然纤维和合成纤维的优缺点。 让学生明确橡胶的分类及在生活中的应用。 培养学生的阅读能力。 了解复合材料的特征及用途，感受复合材料在社会生活中的广泛应用。
环节三拓展延伸 【展示】超疏水材料。 观看。 拓展学生视野，让学生了解材料的种类。
随堂作业 PPT展示 做题。 通过习题巩固本节所学知识。
环节四 课堂小结 展示PPT24页 倾听并理解。 帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计
第3节 新型材料的研制
无机材料
金属材料：合金、纯金属。
无机非金属材料：陶瓷、水泥、玻璃等。
合成材料
塑料、合成纤维、合成橡胶等。
复合材料
钢筋混凝土、玻璃钢、碳纤维等
7 / 7(共25张PPT)
第3节 新型材料的研制
第9章 化学与社会可持续发展
化学沪教版新课标九年级下册
学习目标
1.能结合实例，从物质的性质及其变化的视角，认识材料的科学利用与新材料的研发。
2.能感受无机材料、有机高分子材料、复合材料等在社会生活中的广泛应用。
难点
重点
中央电视台
水立方
鸟巢
这些建筑可能会用到哪些材料，列举一下。
金属材料
纯金属
合金
金、银、铜等
不锈钢、青铜等
金属材料
阅读课本，说一说金属材料的分类及金属材料的发展历程。
无机材料包括金属材料和无机非金属材料两大类。
无机材料
古代
能制造和使用青铜、铁等金属材料
能大规模地冶炼生铁和钢
研制出性能优异的合金
近代
当代
冶炼技术进一步发展
金属材料的发展历程
稀土材料
稀土材料指利用稀土元素及其化合物与其他元素的化合物结合形成的材料。稀土元素是指钪（Sc）、钇（Y），以及镧系元素（从镧到镥15种元素）。
稀土元素的化学性质较为活泼，若与其他元素结合，便可形成种类繁多、功能多样、用途广泛的新型材料，且性能会有较大提高，被称为当代的“工业味精”。
玻璃、水泥、陶瓷都是重要的无机非金属材料。运用化学方法制成的具有特殊性能的特种玻璃，如光致变色玻璃、钢化玻璃等，极大地提升了玻璃材料的性能和应用价值。
无机非金属材料
陶瓷
传统陶瓷
新型陶瓷
以陶土或瓷土为原料经高温烧制而成
选择新的原料，改变制造工艺，生产出结构、功能与传统陶瓷不同的陶瓷
无机非金属材料
唐三彩 陶瓷髋关节 陶瓷人造压
1.三大有机合成材料有哪些？
2.什么是塑料？塑料的种类、优点、用途都有哪些？
3.为什么聚氯乙烯塑料不可以用来盛装食物，而聚乙烯塑料可以？
4.如何鉴别聚乙烯塑料与聚氯乙烯塑料？
思考讨论
合成材料
合成纤维制品
塑料制品
合成橡胶制品
合成材料是有机合成高分子材料的简称，它主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。
成果展示
成果展示
概述
种类
优点
用途
指由人工合成的有机高分子物质为基本成分，在一定条件下塑造成型的高分子材料
主要的塑料制品有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）等
质轻、比较坚固和耐磨、不导电、容易加工、价格便宜等
制成薄膜、日用品、管道、塑料板材、泡沫包装材料、电器绝缘部件及外壳等。
取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小块，分别点燃，观察燃烧情况，比较产生的气味有什么不同，并填写表格。
塑料 组成 元素 是否 有毒 能否包装食品 燃烧现象 燃烧情况 是否产生烟 是否有气味
聚乙烯
聚氯 乙烯
C、H
无毒
能
易燃、离火持续燃烧
不产生烟
无刺激性气味
C、H、Cl
有毒
不能
不易燃、离火即灭
产生大量烟
有刺激性气味
合作探究
白色污染
说一说，解决“白色污染”的措施。
减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替等。
重复使用某些塑料制品，如塑料盒、塑料袋等。
回收各种废弃塑料。
使用新型、可降解塑料，如光降解塑料和微生物讲解塑料等。
可采取的措施
天然纤维—棉、麻、丝绸等
合成纤维——涤纶、锦纶等
如何鉴别天然纤维和合成纤维呢
【实验】取少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物纤维，分别在酒精灯火焰上灼烧。
合作探究
纤维种类 灼烧情况
棉纱线
羊毛绒
化纤织物
有烧纸气味，并残留有黑色灰烬
有烧焦羽毛气味，燃烧后灰烬较多且用手指一压就变为粉末
靠近火焰时先熔化或收缩，燃烧时有特殊气味，趁热可拉成丝
天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中获得的
合成橡胶
合成橡胶与天然橡胶相比具有更优良的弹性、绝缘性和耐高温性，广泛应用于生产生活中。
合成橡胶的用途
复合材料：将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。复合材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。
碳纤维复合材料自行车
用玻璃钢制成的船体
复合材料
拓
展
小
课
堂
超疏水材料
1．陶瓷的使用开始于一万多年前，现代社会生产的新型陶瓷材料层出不穷，如用氧化铝等原料生产的陶瓷已被应用于制造发动机零件。下列有关“氧化铝陶瓷”的说法错误的是（ ）
A．该陶瓷属于无机非金属材料
B．该陶瓷耐高温，强度高
C．该陶瓷的原料氧化铝属于非金属氧化物
D．该陶瓷不属于塑料
C
2．硼纤维具有较好的耐热性和弹性，不与氯气、水反应，可与某些金属制成新型材料。在1 200 ℃~1 300 ℃ 时，氯化硼（BCl3）蒸气与干燥、纯净的氢气反应制得硼和氯化氢。下列说法不正确的是（ ）
A．含硼纤维的材料可能具有耐热性
B．题中反应涉及两种气态物质
C．氯化硼可能与水反应
D．题中反应需要在隔绝空气的条件下进行
B
3.服装标签标注了服装所用纤维的成分及含量等信息。某件服装的标签中标注如下，下列关于该服装的说法中，不正确的是( )
面料：涤纶56％，棉44％；里料：涤纶100％
A. 涤纶和棉纤维可利用燃烧区分
B. 该服装的面料和里料都使用了有机物
C. 多年后该服装无法作为再生资源回收利用
D. 该服装使用了天然高分子材料与合成材料
C
课堂小结
新型材料的研制
无机材料
复合材料
金属材料
无机非金属材料
合成材料
塑料
合成纤维
合成橡胶
钢筋混凝土、玻璃钢、碳纤维等
再见

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