化學材料的制造和應用

1、欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)選修選修2化學與技術(shù)化學與技術(shù)欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)第三章化學與材料的制造和第三章化學與材料的制造和應用應用欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)2013高考導航高考導航考綱要求考綱要求1.了解社會發(fā)展和科技進步對材料的了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求要求.了解化學對材料科學發(fā)展的促進了解化學對材料科學發(fā)展的促進作用作用.欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)2.了解金屬材料、無機非金屬材料、了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子合成材料、復合材料和其他新高分子合成材料、復合材料和其他新材料的

2、特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.了解用化學方法進行金屬材料表面了解用化學方法進行金屬材料表面處理的原理。處理的原理。4.了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況。了解新材料的發(fā)展方向的發(fā)展情況。了解新材料的發(fā)展方向.欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)命題熱點命題熱點1.化學材料與科學、技術(shù)、社會、環(huán)化學材料與科學、技術(shù)、社會、環(huán)境的聯(lián)系。境的聯(lián)系。2.新材料的性能、功能、應用及回收新材料的性能、功能、應用及回收利用。利用。3.金屬的冶煉原理、腐蝕、防護和回金屬的冶煉原理、腐蝕、防護和回收利用。收利用。欄目欄目導引導引選

3、修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)考點串講深度剖析考點串講深度剖析金屬材料金屬材料1幾種金屬的冶煉幾種金屬的冶煉(1)鋼鐵的冶煉鋼鐵的冶煉欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼原料原料鐵礦石、焦鐵礦石、焦炭、空氣、炭、空氣、石灰石石灰石生鐵、氧化劑生鐵、氧化劑(空氣、空氣、純氧、氧化鐵等純氧、氧化鐵等)、生、生石灰、脫氧劑石灰、脫氧劑化學化學原理原理在高溫下用在高溫下用還原劑將鐵還原劑將鐵從其氧化物從其氧化物中還原出來中還原出來在高溫下用氧化劑把在高溫下用氧化劑把生鐵中過多的碳和其生鐵中過多的碳和其他雜質(zhì)氧化成氣體或他雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣除去爐渣除去欄目欄目導引導引選

4、修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼有關(guān)有關(guān)反應反應(1)還原劑的生成：還原劑的生成：CO2=CO2CO2C 2CO(2)鐵的還原：鐵的還原：Fe2O33CO 2Fe3CO2(1)氧化劑的生成：氧化劑的生成：2FeO2 2FeO(2)降碳，除雜，降碳，除雜，調(diào)硅、錳；如調(diào)硅、錳；如CFeO COFe欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼有關(guān)有關(guān)反應反應(3)爐渣的生爐渣的生成：成：CaCO3 CaOCO2SiO2CaO CaSiO3(3)造渣：生成的硅、造渣：生成的硅、錳氧化物及鐵水中的硫、錳氧化物及鐵水中的硫、磷跟造渣材料反應形成磷跟造渣材料反應形成爐

5、渣排出爐渣排出(4)脫氧并調(diào)整成分：脫氧并調(diào)整成分：2FeOSi 2FeSiO2欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)煉鐵煉鐵煉鋼煉鋼主主要設要設備備高爐高爐轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐(2)鋁的冶煉鋁的冶煉原料：鋁土礦原料：鋁土礦(主要成分為主要成分為Al2O3)。提純提純Al2O3欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3 Al2O33H2O。電解：加入冰晶石及少量螢石降低電解：加入冰晶石及少量螢石降低Al2O3的熔點。的熔點。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技

6、術(shù)化學方程式：化學方程式：2Al2O3 3O2特別提醒特別提醒(1)煉鐵高爐產(chǎn)生的廢氣、廢渣會嚴重煉鐵高爐產(chǎn)生的廢氣、廢渣會嚴重污染環(huán)境，應結(jié)合它們的成分進行綜污染環(huán)境，應結(jié)合它們的成分進行綜合利用和余熱的利用。合利用和余熱的利用。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2)煉鋼的目的是降低生鐵中碳的含量煉鋼的目的是降低生鐵中碳的含量,除去除去P、S等有害元素，調(diào)整等有害元素，調(diào)整Si、Mn、Cr等合金元素的含量。所以在煉鋼時等合金元素的含量。所以在煉鋼時常根據(jù)需要加入適量的常根據(jù)需要加入適量的Si、Mn、Cr、Ni等元素，既起到脫氧作用，又能調(diào)等元素，既起到脫氧作用，又能調(diào)整合金

7、成分的含量。整合金成分的含量。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)2金屬的腐蝕及防止金屬的腐蝕及防止(1)金屬的腐蝕金屬的腐蝕化學腐蝕化學腐蝕金屬材料與其表面接觸的一些物質(zhì)金屬材料與其表面接觸的一些物質(zhì)(如如O2、Cl2等等)直接發(fā)生化學反應而引起直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕，受溫度的影響較大。的腐蝕，受溫度的影響較大。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)電化學腐蝕電化學腐蝕不同金屬或不純金屬與電解質(zhì)溶液接不同金屬或不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸，因發(fā)生原電池反應，比較活潑的觸，因發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。金屬失去電子而被氧化。(2)金屬腐蝕的防止及

8、利用金屬腐蝕的防止及利用金屬腐蝕的防止方法金屬腐蝕的防止方法欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)金屬腐蝕的利用金屬腐蝕的利用金屬的化學蝕刻、印刷電路的銅布線金屬的化學蝕刻、印刷電路的銅布線腐蝕、半導體器件與集成電路制造中腐蝕、半導體器件與集成電路制造中的精細加工都是利用了金屬腐蝕的原的精細加工都是利用了金屬腐蝕的原理。理。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2012南昌高三檢測南昌高三檢測)金屬鋁的金屬鋁的生產(chǎn)是以生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下為原料，在熔融狀態(tài)下進行電解：進行電解：2Al2O3 4Al3O

9、2,請回答下列問題：請回答下列問題：(1)冰晶石冰晶石(Na3AlF6)的作用是的作用是_。例例1欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填填“上層上層”或或“下層下層”)。(3)陰極和陽極均由陰極和陽極均由_材料做材料做成成;電解時不斷消耗的電極是電解時不斷消耗的電極是_(填填“陽極陽極”或或“陰極陰極”)。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收鋁是高耗能產(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)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節(jié)能

10、減排思想的是將回收鋁做成_(填代號填代號)。a冰晶石冰晶石b氧化鋁氧化鋁c鋁錠鋁錠d硫酸鋁硫酸鋁欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)【解析解析】本題考查化學與生活、化本題考查化學與生活、化學與技術(shù)、電解鋁的有關(guān)問題。學與技術(shù)、電解鋁的有關(guān)問題。(1)Al2O3的熔點很高，熔化得需要較的熔點很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度。降低熔化溫度。(2)由于冰晶石由于冰晶石(Na3AlF6)與氧化鋁熔融物密度比鋁的與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁在熔融液的下層。小，所以鋁在熔融液的下層。(3)電解電解時陽極的時陽極的欄目欄目導引

11、導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)碳棒被生成的氧氣氧化。碳棒被生成的氧氣氧化。(4)電解產(chǎn)生電解產(chǎn)生的鋁以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁的鋁以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好。做成鋁錠最好?！敬鸢复鸢浮?1)降低降低Al2O3的熔化溫度的熔化溫度(2)下層下層(3)碳棒碳棒(或石墨或石墨)陽極陽極(4)c欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)即時應用即時應用1國家發(fā)展和改革委員會曾發(fā)出國家發(fā)展和改革委員會曾發(fā)出“遏遏制鋁冶煉投資反彈制鋁冶煉投資反彈”的緊急通知。原的緊急通知。原因是鋁冶煉屬高耗能產(chǎn)業(yè)，而且某些因是鋁冶煉屬高耗能產(chǎn)業(yè)，而且某些鋁冶煉企業(yè)以污染環(huán)境為代價，得不鋁冶

12、煉企業(yè)以污染環(huán)境為代價，得不償失。償失。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖，閱讀上述新聞信息，結(jié)合鋁流程圖，閱讀上述新聞信息，結(jié)合鋁生產(chǎn)的流程圖解答下列試題：生產(chǎn)的流程圖解答下列試題：欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)請回答：請回答：(1)工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是土礦的主要成分是_(填化學填化學式式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品_(填物質(zhì)名稱填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰作電解鋁的陰極和陽極材料。極和陽極材料。欄目欄目導引導引選

13、修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2)氧化鋁熔點高達氧化鋁熔點高達2050 ，工業(yè)上，工業(yè)上為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉中采取的措施是中采取的措施是_。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(3)在冶煉過程中，陽極材料需要定期在冶煉過程中，陽極材料需要定期地進行更換，原因是該極材料不斷被地進行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：消耗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：_ (用化學方程式表示用化學方程式表示)。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(4)工業(yè)上制取金屬鎂時是電解熔融工業(yè)上制取金屬鎂時是電解熔融MgCl2，電解反應方

14、程式為，電解反應方程式為_，鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個用氯化物，一個用冶煉過程中，一個用氯化物，一個用氧化物氧化物欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)_。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)解析：該題以工業(yè)冶煉金屬鋁為載體解析：該題以工業(yè)冶煉金屬鋁為載體考查了原料的判斷、原理的詮釋以及考查了原料的判斷、原理的詮釋以及能量的合理利用。能量的合理利用。(1)鋁土礦的主要化學成分是鋁土礦的主要化學成分是Al2O3，另外還有另外還有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，等，電解前必須進行提純。石油煉制、煤電解前必須進

15、行提純。石油煉制、煤的干餾的固體物質(zhì)的成分為碳，具有的干餾的固體物質(zhì)的成分為碳，具有欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)導電性，可以作為陽極和陰極材料。導電性，可以作為陽極和陰極材料。(2)純凈純凈Al2O3的熔點很高，而其電解的熔點很高，而其電解必須在熔融狀態(tài)下進行，若采用純凈必須在熔融狀態(tài)下進行，若采用純凈的的Al2O3進行電解，則加熱熔融需要浪進行電解，則加熱熔融需要浪費大量的能量，所以工業(yè)上采用加入費大量的能量，所以工業(yè)上采用加入冰晶石冰晶石(Na3AlF6)和氟化鈣和氟化鈣(CaF2)的方的方法法,降低熔點。降低熔點。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(

16、3)工業(yè)冶煉鋁的關(guān)鍵操作是電解，電工業(yè)冶煉鋁的關(guān)鍵操作是電解，電解時陽極發(fā)生氧化反應，熔融物中的解時陽極發(fā)生氧化反應，熔融物中的O2失電子，生成失電子，生成O2，在電解過程中，在電解過程中陽極的材料碳逐漸與生成的氧氣反應陽極的材料碳逐漸與生成的氧氣反應,在高溫條件下生成在高溫條件下生成CO。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(4)因為因為MgCl2為離子化合物，熔融時為離子化合物，熔融時能發(fā)生電離，而能發(fā)生電離，而AlCl3為共價化合物，為共價化合物，熔融時不發(fā)生電離，再者熔融時不發(fā)生電離，再者MgO熔點很熔點很高，很難熔化，耗能太大。高，很難熔化，耗能太大。欄目欄目導引導引選

17、修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)答案：答案：(1)Al2O3石墨石墨(或碳或碳)(2)加入冰晶石加入冰晶石(Na3AlF6)和少量和少量CaF2(3)2CO2 2CO(4)MgCl2 MgCl2因為因為MgO熔點太高，熔點太高，MgCl2熔點低，熔點低，熔化時能發(fā)生電離而導電。熔化時能發(fā)生電離而導電。AlCl3是共是共價化合物，熔化時不能發(fā)生電離價化合物，熔化時不能發(fā)生電離欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)材料的生產(chǎn)、應用及環(huán)材料的生產(chǎn)、應用及環(huán)保保1材料的生產(chǎn)材料的生產(chǎn)(1)材料的生產(chǎn)中要注意原材料的來源材料的生產(chǎn)中要注意原材料的來源及價格，注意生產(chǎn)過程中的能量的充及價格，注

18、意生產(chǎn)過程中的能量的充分利用、綠色化學及環(huán)保。分利用、綠色化學及環(huán)保。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2)高分子材料大多是通過加聚反應和高分子材料大多是通過加聚反應和縮聚反應生成的。縮聚反應生成的。發(fā)生加聚反應的發(fā)生加聚反應的物質(zhì)必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和物質(zhì)必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物。例如：烯、炔、醛等含鍵的化合物。例如：烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物。發(fā)生加聚反應時不飽和鍵的化合物。發(fā)生加聚反應時無副產(chǎn)物生成。無副產(chǎn)物生成。縮聚反應的單體往縮聚反應的單體往往是含雙官能團的化合物，往是含雙官能團的化合物，欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)例如

19、：例如：OH、COOH、NH2、X及活潑的及活潑的H或多官能團的小分子。發(fā)或多官能團的小分子。發(fā)生縮聚反應時生成聚合物的同時還有生縮聚反應時生成聚合物的同時還有小分子。小分子。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)2材料的應用及回收利用材料的應用及回收利用材料的應用及回收利用時，要結(jié)合材材料的應用及回收利用時，要結(jié)合材料的性質(zhì)如官能團的性質(zhì)、線型結(jié)構(gòu)料的性質(zhì)如官能團的性質(zhì)、線型結(jié)構(gòu)與體型結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。與體型結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2010高考山東卷高考山東卷)玻璃鋼可由玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹脂由苯

20、酚和甲醛縮聚而成，酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應有大量熱放出，為防止溫度過高反應有大量熱放出，為防止溫度過高,應向已有苯酚的反應釜中應向已有苯酚的反應釜中_加加入甲醛，且反應釜應裝有入甲醛，且反應釜應裝有_裝裝置。置。例例2欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、璃是由石英砂、_和石灰石和石灰石(或長石或長石)高溫熔融而成，主要反應的高溫熔融而成，主要反應的化學方程式為化學方程式為_。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。玻璃鋼具有

21、。玻璃鋼具有_等優(yōu)異性能等優(yōu)異性能(寫出兩點即可寫出兩點即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是法合理的是_。欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)a深埋深埋b粉碎后用作樹脂填料粉碎后用作樹脂填料c用作燃料用作燃料d用有機溶劑將其溶解，回收樹脂用有機溶劑將其溶解，回收樹脂欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)【解析解析】(4)熱固性酚醛塑料不易降熱固性酚醛塑料不易降解，熱固性酚醛塑料是體型高分子化解，熱固性酚醛塑料是體型高分子化合物，不易溶于一般有機溶劑，合物，不易溶于一般有機溶劑，a、d錯誤，只有錯誤，只有b正確。正確。欄目

22、欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)即時應用即時應用2(2012湖北省八校高三第一次聯(lián)考湖北省八校高三第一次聯(lián)考)氯堿工業(yè)中，通過電解飽和食鹽水獲氯堿工業(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，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、氯苯等還用于生產(chǎn)鹽酸、聚氯乙烯、氯苯等.欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)(1)電解飽和食鹽水的化學方程式為電解飽和食鹽水的化學方程式為_。(2)氯氣用于生產(chǎn)半導體材料硅的流程氯氣用于生產(chǎn)半導體材料硅的流程如下：如下：欄目欄目導引導引選修選修2 2化學與技術(shù)化學與技術(shù)石英砂的主要成分是石英砂的主要成分是_，在制備粗硅時，在制備粗硅時，焦炭的作用是焦炭的作用是_。由四氯化硅得到高純硅的化學方程由四氯化硅