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(共30张PPT)
第6节 材料的利用与发展
第2章 物质转化与材料利用
材料与人类社会发展
人类使用材料的发展历程
思考与讨论
人类历史上，材料发展经历了哪些历程？
原始社会——
旧石器时代
石制器具
原始社会——
新石器时代
新石器彩陶
商朝——
青铜器时代
商代铜鼎
春秋战国——
铁器时代
春秋战国时期铁制工具
21世纪——
新型材料时代
碳纤维复合材料制作的医疗器械
新型材料
1.新型材料的概念
指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料
光电子信息材料
在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中
所用到的材料，主要用于计算机、通信和航天工业
先进复合材料
超级陶瓷材料
质量轻、较高的比强度、耐热、耐腐蚀等，大量用
于航空航天、机械、医学、建筑等行业
应用范围从电容器、滤波器、点火器、保温材料、
医疗器械和通讯元件等方向扩展到航天、卫星及半
导体芯片等高新技术领域
2.新型材料的主要种类
新型金属材料
包括记忆合金、铝合金、金属玻璃等
新型高分子材料
如导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性的高分子材料等
超导材料
具有超导特性（某些物体当温度下降到一定数值时，电阻突然趋近于零）的材料。用于磁悬浮列车、高能粒子加速器等
纳米材料
纳米材料是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范
围之间的材料。纳米材料与普通材料相比，在机械强度、
磁、光、声、热等方面都有很大的不同
（1）现在有些同学牙齿排列不整齐,你知道医学上是采取什么材料进行矫形的吗
思考与讨论
记忆合金材料
（2）电路板上涂上某种材料后，具有很好的防水效果，你知道是什么吗
纳米涂层材料
材料制造与环境保护
人们在制造材料的过程中会产生很多污染，为了减少或消除其污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径
1.探索材料制造过程中的合理途径
人们在实际生产和实验中考虑某物质的制备方法时，需要考虑的问题有:
①每一步化学反应是否符合化学反应的规律
②反应的条件和设备是否简单
③原料是否容易获取，成本是否低廉
④生产过程是否会对环境造成污染
怎样以铜为原料制备硫酸铜？
硫酸铜是农药波尔多液的主要原料，由于病虫害严重，一段时间内市场上非常紧缺。某厂想利用存积的废料——铜屑来制备硫酸铜，以满足市场需求。该厂的技术开发小组设计了三种制备硫酸铜的方法。
设计制备方案：
方案一
Cu
浓硫酸
CuSO4
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
方案二
方案三
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
方案原理及评价：
方案一
浓硫酸
CuSO4
Cu
Cu+2H2SO4（浓）===CuSO4+SO2↑+2H2O
△
利用率低、会产生污染 、不安全
方案二
Cu
Cl2
CuCl2
NaOH
Cu（OH）2
H2SO4
CuSO4
Cu+Cl2===CuCl2
CuCl2+2NaOH==Cu（OH）2↓+2NaCl
Cu（OH）2+H2SO4==CuSO4+2H2O
△
原料氯气有毒，不安全，步骤繁琐
Cu
CuO
O2
CuSO4
H2SO4
方案三
CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
2Cu+O2====2CuO
△
利用率高、无污染
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”，使自然界的生态平衡遭到破坏
化学工业对环境的影响：
2.环境的污染与防治
化学生产原则:
除了处理“三废”，还要努力提高原料的利用率，
增加产品的产量，从根本上降低对环境造成的污染，实行“绿色”新工艺
环境保护的具体措施:
①燃料：煤、石油制品脱硫处理，减少硫氧化物和氮氧化物对大气的污染
②原料：提高原料的利用率
③“三废”：处理达标后排放
④生产工艺：“绿色”新工艺
绿色化学:
无污染、低排放
原料利用率高
能源消耗少
牛刀小试
1.纳米陶瓷是一种高新科技材料，具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透、完全无磁性等特点，以下器件中可以利用纳米陶瓷材料制作的是（ ）
A.高压输电线
B.装浓硫酸的容器
C.银行存储卡
D.LED发光二极管
B
牛刀小试
2.某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
含铜垃圾 黑色固体及残留物 蓝色溶液及不溶物
滤液 浅绿色溶液、红色沉淀物 红色粉末
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的A、B、C三步反应有关的化学方程式。
A._______________________________________________________
B._______________________________________________________
C._______________________________________________________
灼烧
A
加稀硫酸、微热
B
过滤
浸入铁屑
C
过滤
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
2Cu+O2===2CuO
△
课堂小结
新型材料的概念、主要种类及用途
1.材料与人类社会发展
2.新型材料
旧石器时代
新石器时代
青铜器时代
铁器时代
信息时代
课堂小结
材料制造的合理途径及生产中考虑的问题
3.材料制造与环境保护
以铜原料制备硫酸铜
环境污染与防治

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