《金新學(xué)案》高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3講　化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用

第3講化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用考綱展示熱點定位1.了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進作用。2.了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.了解用化學(xué)方法進行金屬材料表面處理的原理。4.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。1.傳統(tǒng)無機非金屬材料——硅酸鹽材料的生產(chǎn)原理、主要成份、性能及應(yīng)用。

2.新型無機非金屬材料的性能、功能及應(yīng)用。3.金屬冶煉原理、腐蝕與防護。4.高分子材料、復(fù)合材料的特點及應(yīng)用。一、無機非金屬材料1．傳統(tǒng)無機非金屬(硅酸鹽)材料2．新型無機非金屬材料(1)新型陶瓷性能與應(yīng)用新型陶瓷碳化硅(SiC)硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作優(yōu)質(zhì)磨料和航天器涂層材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機葉片、發(fā)動機受熱面等(2)單晶硅(3)碳單質(zhì)性能與應(yīng)用碳單質(zhì)金剛石新一代信息材料石墨電的良導(dǎo)體、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用作電極C60在新型儲氫材料、復(fù)合材料、納米材料、超導(dǎo)體的制造方面前景廣闊新型陶瓷因具有光、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℃時反應(yīng)獲得。①根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是__________(填序號)。A．制氣輪機葉片 B．制有色玻璃C．制永久性模具 D．制造柴油機②寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，根據(jù)元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學(xué)式：________。③氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。④現(xiàn)用四氯化硅和氮氣、氫氣在加強熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，同時生成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)。A．耐高溫特性 B．電學(xué)特性C．光學(xué)特性 D．生物功能解析：

根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識，可判斷氮元素非金屬性比硅強，故N顯負價，Si顯正價，由此可寫出氮化硅化學(xué)式。(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(因共價化合物在熔融時不導(dǎo)電)。通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。⑤設(shè)備：煉鐵高爐。4．金屬的腐蝕與防止(1)金屬腐蝕的類型①化學(xué)腐蝕：金屬跟其表面接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2、酸雨等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。②電化學(xué)腐蝕：不同金屬或不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化引起的腐蝕。方式發(fā)生條件反應(yīng)原理析氫腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液顯酸性負極：M－ne－===Mn＋；正極：2H＋＋2e－===H2↑吸氧腐蝕金屬表面電解質(zhì)溶液酸性很弱或顯中性負極：M－ne－===Mn＋；正極：2H2O＋O2＋4e－===4OH－③常見的電化學(xué)腐蝕(2)金屬腐蝕的防止和利用①金屬腐蝕的防止方法②金屬腐蝕的利用金屬的化學(xué)蝕刻、印刷電路的腐蝕、電子元件與集成電路的精細加工都是利用了金屬腐蝕的原理。請回答下列問題：(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；電解時不斷消耗的電極是________(填“陽極”或“陰極”)。(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)。a．冰晶石 b．氧化鋁c．鋁錠 d．硫酸鋁解析：

Al2O3的熔沸點很高，但電解必須在熔融狀態(tài)下進行，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，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。答案：

(1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c【名師提醒】(1)冰晶石的作用常?；卮鸩坏轿?，不能從降低Al2O3的熔化溫度方面回答。(2)對電解Al2O3的原理不理解，以致電極材料回答錯誤。三、高分子材料1．高分子化合物的分類(1)按來源分①天然高分子化合物：淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素②合成高分子化合物：塑料、合成纖維、合成橡膠(2)按結(jié)構(gòu)分①線型高分子：分子呈長鏈狀，可溶于有機溶劑，受熱軟化，熔融，有熱塑性。②體型高分子：高分子鏈之間形成化學(xué)鍵產(chǎn)生交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。不易溶于有機溶劑，受熱不熔化，有熱固性。2．合成高分子化合物的主要化學(xué)反應(yīng)加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚物，同時有小分子生成的聚合反應(yīng)單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含特征官能團如—OH、—COOH、—NH2等單體種類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子舉例4．廢舊高分子材料的回收利用(1)再生和改性；(2)生物降解或熱裂生成小分子化工原料；(3)焚燒利用熱能。(2010·山東高考)玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應(yīng)有大量熱放出，為防止溫度過高，應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中________加入甲醛，且反應(yīng)釜應(yīng)裝有________裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或長石)高溫熔融而成，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是______________。玻璃鋼具有____________________等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是________。a．深埋 b．粉碎后用作樹脂填料c．用作燃料 d．用有機溶劑將其溶解，回收樹脂解析：

本題考查復(fù)合材料的相關(guān)知識。(1)把甲醛緩慢加入反應(yīng)釜中，