[初中化學(xué)]化學(xué)與材料教案 滬教版

第二節(jié) 化學(xué)與材料

知識掃描

1. 知道材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，了解材料開發(fā)和應(yīng)用與化學(xué)科學(xué)發(fā)展

之間的關(guān)系。

2. 知道青銅、鋼鐵等合金在人類發(fā)展歷史中具有劃時代的意義。

3. 了解無機(jī)非金屬材料在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

4. 了解纖維等合成材料的分類、性質(zhì)和用途。

5. 掌握幾種纖維、聚乙烯與聚氯乙烯的鑒別方法

教材分析

重點、難點與疑點

重點：了解一些常見的材料

難點：聚乙烯與聚氯乙烯的鑒別

疑點：材料科學(xué)與化學(xué)的關(guān)系

教材解讀

在古代，人們已能制造金屬材料的冶煉和使用與金屬的化學(xué)性

和使用青銅等金屬材料。隨質(zhì)密切相關(guān)，活動性越強(qiáng)的金屬就越難被冶

著近代工業(yè)的發(fā)展，人們掌煉出來。

握了從鐵礦石冶煉生鐵和鋼冶煉生鐵的主要原理是用一氧化碳把鐵

的方法，以鋼鐵為主體的金從鐵礦石中還原出來，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

屬材料在人類生產(chǎn)、生活中

的各個領(lǐng)域被大量使用。

3CO+FeO2Fe+3CO

232

??

煉鋼的原理是用氧氣等氧化劑把生鐵中

過量的碳以及雜質(zhì)氧化成氣體或爐渣而除

去。

在使用金屬材料時，人們需金屬制品的防銹措施一般有：

要防止金屬材料腐蝕，延長1. 保持金屬制品表面的清潔與干燥。

金屬材料的使用壽命。 2. 在金屬制品表面涂一層防銹漆。

3. 在金屬制品表面鍍一層其他的金屬。

4. 對金屬表面進(jìn)行抗氧化處理，使其表面

生成致密的氧化物保護(hù)膜。

5. 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如加入其它的

金屬或非金屬，制成不易被腐蝕的金屬

合金。例如可以制成不銹鋼。

實際上玻璃、陶瓷和水泥統(tǒng)稱為硅酸鹽無論在過去、現(xiàn)在還是

材料。玻璃最普通的是由二氧化硅、氧化將來，無機(jī)非金屬材料在材

鈣和氧化鈉組成，性脆而透明。 料中都占有重要的地位。陶

高溫

瓷、玻璃和水泥等都是屬于陶瓷以黏土、長石、和石英砂為主要原料，

無機(jī)非金屬材料。 經(jīng)數(shù)道工序加工而成的。

水泥是粉狀的礦物質(zhì)膠凝材料，跟水等拌和

后能在空氣或水中逐漸硬化。

高分子是由碳、氫、氧、硅硫等元素組成的在日常生活中，用得最多的

相對分子質(zhì)量足夠大的有機(jī)化合物，高分子是有機(jī)合成材料。合成材料

材料的相對分子質(zhì)量在幾百到幾百萬之間，一般包括塑料、合成橡膠、

這么大的相對分子質(zhì)量就是使它具有了一定合成纖維。

的強(qiáng)度，從而可以作為材料來使用。

典型例題解析

例1. 黃銅是一種

A. 復(fù)合材料 B. 無機(jī)非金屬材料

C. 金屬材料 D. 合成材料

點撥 本題考查了同學(xué)們對各類材料的了解，知道常見的各類材料，就能夠

解答此題。

解答 C

總結(jié) 常見的材料有復(fù)合材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料、合成高分子材

料等，黃銅是一種常見的金屬材料。

隨堂變式 下列物質(zhì)中，屬于復(fù)合材料的是

A. 石油 B.玻璃鋼 C.塑料 D. 合金鋼

解答 B

例2. 我國冶煉鋼鐵的歷史時期始于

A. 唐朝 B. 春秋戰(zhàn)國 C. 清朝 D 民國時期

點撥 本題考查化學(xué)常識，要求同學(xué)們了解我國在古代對化學(xué)工業(yè)的貢獻(xiàn)。

我國冶煉鋼鐵始于清朝。

解答 B

總結(jié) 學(xué)習(xí)化學(xué)，首先要了解化學(xué)常識，知道在化學(xué)學(xué)科中發(fā)生的重點事件，

特別是我國在化學(xué)學(xué)科中取得的成就，增強(qiáng)民族自豪感。尤其是我國古代有

著燦爛的文化，對化學(xué)工業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。

隨堂變式 我國濕法煉銅投入生產(chǎn)開始于

A.唐朝 B春秋戰(zhàn)國 C. 宋朝 D.清朝

解答 C

例3. 一種新型的金屬由于其質(zhì)量輕，耐腐蝕性強(qiáng)，它和它的合金材料在

航空、航海和化學(xué)工業(yè)中正逐步取代鋁和鋁合金材料而被廣泛應(yīng)用，該

金屬是

A.鋅 B.鈦 C.鎂 D.錳

點撥 該題考查了同學(xué)們對新型材料的了解，新型材料正以它們的優(yōu)越性能

而取代原有的舊材料。

解答 B

總結(jié) 金屬鈦是一種新型的金屬材料，它的密度小，在體積相等時，它的質(zhì)

量比較小，但是它卻具有較大的強(qiáng)度，它的強(qiáng)度可以和鋼相比美，人們把這

種金屬比喻為具有鋁的密度鋼的強(qiáng)度，更為讓人們驚喜的是它的耐腐蝕性，

能夠抵抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕，所以鈦以及鈦的合金正被人們廣泛的使用在各

個領(lǐng)域。

隨堂變式 “超導(dǎo)”材料具有的性質(zhì)是

（ ）

A. 硬度超大 B. 熔點超高

C. 導(dǎo)熱性特好 D. 在某溫度下，電阻幾乎沒有

解答 D

例4.“白色污染”是指

（ ）

A. 廢舊塑料的污染 B.白煙的污染

C.化肥的污染 C.河流的污染

點撥 該題考查了廢棄的材料對環(huán)境造成的污染。白色污染是指廢舊塑料對

環(huán)境的污染。

解答 A.

總結(jié) 塑料的應(yīng)用和發(fā)展方便了人們的生活，但是廢棄塑料的急劇增加，造

成了新的環(huán)境污染“白色污染”。由于大多數(shù)塑料在自然條件下難以破壞、

分解，而長期堆積，又會破壞土壤的結(jié)構(gòu)，污染地下水，危害海洋生物。所

以現(xiàn)在我們除了要減少使用塑料制品，回收廢舊塑料制品外，還要推廣使用

在自然條件下容易分解的新型塑料。

隨堂變式 聚乙烯和聚氯乙烯是塑料的兩大種類。由于聚乙烯無毒，所以常

用來作食品的包裝袋，而聚氯乙烯有毒，在食品工業(yè)是嚴(yán)格規(guī)定不能用來包

裝食品的，你能夠用簡單的方法區(qū)別聚乙烯和聚氯乙烯嗎？

解答 將兩中種塑料分別在酒精燈火焰上燃燒。其中塑料易燃燒而且燃燒時

有融化物落下的是聚乙烯；不易燃燒，灼燒時有一股鹽酸氣味的是聚氯乙烯。

例5. 單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料。超級計算機(jī)每秒運(yùn)算幾十億

至幾萬億次，其中所使用的單晶硅純度越高越好。制得高純度單晶硅的化學(xué)

方法為：① 制得粗硅：Si+2CSI+2CO； ② 制得SiCL：

??

4

Si+2ClSiCl； ③ 還原出單晶硅：SiCl+2HSi+4HCl。其中③步得

2442

??

??

到的硅可以看作是 （填混合物、純凈物），三個化學(xué)反應(yīng)中中

屬于置換反應(yīng)的是 （填序號）。

點撥 該題主要考查了化學(xué)原理和化學(xué)概念。只要掌握和理解純凈物與混合

點燃加熱

高溫

物的概念、置換反應(yīng)的概念，就能夠正確解答此題了

解答 純凈物 ③

總結(jié) 本題是一道信息題，同學(xué)們應(yīng)當(dāng)仔細(xì)審題，把握題中所給的信息，分

析問題，解決問題。本題給出了制取非金屬材料硅的化學(xué)方程式，然后根據(jù)

化學(xué)方程式進(jìn)行判斷。

隨堂變式 鉛筆為什么有軟和硬的差別呢？這是由于石墨太軟，光用石墨做

筆芯，既易斷又易磨損，因此，生產(chǎn)上常在石墨粉中摻進(jìn)一些黏土粉末以增

強(qiáng)硬度。下表為部分普通鉛筆的標(biāo)號以及筆芯原料的配比：

標(biāo)號 2H H HB 2B

石墨（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） 74.0 75.2 81.3 85.5

黏土（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） 26.0 24.8 18.7 14.5

試回答下列問題：

（1）上表中硬度最大的鉛筆是（填標(biāo)號） 。

（2）請寫出石墨的另一種用途 。

解答 （1） 2H （2） 作電極

例6 某同學(xué)對牙膏有關(guān)問題進(jìn)行了探究：

（1） 下表列出了三種牙膏中的摩擦劑。請在表中填寫三種摩擦劑所屬的

物質(zhì)類別：

兒童牙膏 ×××防臭牙膏 ×××透明牙膏

摩擦劑 氫氧化鋁 碳酸鈣 二氧化硅

物質(zhì)的類別

（指酸、堿、鹽）

（2）根據(jù)你的推測，牙膏摩擦劑的溶解性是 （填易溶或

難溶）。

（3）牙膏中摩擦劑碳酸鈣可以用石灰石來制取。該同學(xué)設(shè)計了一種制備碳

酸鈣的實驗方案，其流程為：

高溫 加水 加碳酸鈉

溶液

石灰石生石灰 石灰水 碳酸鈣

請根據(jù)上述流程寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

① ，

② ，

③ 。

（4）請你仍用石灰石為原料（其他試劑自選），設(shè)計另一種制備碳酸鈣的實

驗方案，仿照（3）所示，將你的實驗方案用流程圖表示出來：

石灰石

你設(shè)計的方案優(yōu)點是 。

（5）檢驗牙膏中是否含有碳酸鹽的實驗方法

是 。

（6）某同學(xué)為了測定一種以碳酸鈣為摩擦劑的牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，

用燒杯稱取這種牙膏膏體100克，向燒杯中逐漸加入稀鹽酸至不再有氣體放

出（除碳酸鈣外，這種牙膏中的其他物質(zhì)不能與鹽酸反應(yīng)放出氣體），共用

去稀鹽酸200克。反應(yīng)完畢后稱得燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量為278克（所有質(zhì)量數(shù)

據(jù)均不含燒杯質(zhì)量）。請你計算這種牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

點撥 這是一道有關(guān)牙膏摩擦劑的綜合信息題，重點在以碳酸鈣為原料的摩

擦劑。題中信息量大，內(nèi)容也非常豐富，涉及的知識點多，同學(xué)們在解題時

一定要認(rèn)真的閱讀題目，尋找有用的信息，正確的解答。

解答 （1）堿 鹽 氧化物 （2）難溶

（3） ① CaCOCaO+CO ↑ ② CaO+HO=Ca(OH)

3222

??

③ a(OH)+NaCO=CaCO↓+2NaOH

2233

（4）

二氧化碳

碳酸鈣 石灰石

生石灰

石灰

優(yōu)點：產(chǎn)生的二氧化碳得到充分利用，節(jié)約原料。

（5）向牙膏中加入鹽酸，看是否有氣體放出。如果有氣體放出，而且生成

的氣體能夠使澄清石灰水變渾濁，則牙膏中含有碳酸鹽。否則不含有碳酸鹽。

（6）解：設(shè)：碳酸鈣的質(zhì)量為x。

反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為：100克+200克－278克=22克

CaCO+2HCl==CaCl+HO+CO↑

3222

100 44

x 22克

高溫

100

44

=

x

22克

x=50克

50克

×100%=50%

100克

總結(jié) 此類習(xí)題的主要特點是信息量大，涉及的知識點多，因此在解題時，

應(yīng)當(dāng)把握好題中的有用信息，運(yùn)用已有化學(xué)知識，正確的解決題中的問題。

隨堂變式 2003年6月，西安北郊古墓中出土一青銅錘（一種酒具），表面

附有綠色固體物質(zhì)，打開蓋子酒香撲鼻，內(nèi)盛有26kg青綠色液體。專

家認(rèn)定是2000多年前的“西漢美酒”。這是我國考古界、釀酒界的一個

重大發(fā)現(xiàn)。

（1）如果讓你對出土的“西漢美酒”進(jìn)行探究，你想探究的一個問題是：

_________________________________________________________

__

（2）上述報道引發(fā)了某校初三化學(xué)興趣小組同學(xué)的關(guān)注，他們收集家中

銅器表面的綠色固體，進(jìn)行探究：

提出問題：銅器表面附著的綠包固體物質(zhì)是由哪些元素組成的？

猜 想：查閱相關(guān)資料后，猜想綠色固體物質(zhì)可能是銅綠

設(shè)計與實驗：

A B C

①對試管內(nèi)的綠色固體加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐

漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，C裝置中澄清石灰水變

渾濁。

②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸。觀察到黑色固

體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色。

③取少量上述藍(lán)色溶液于試管中，浸入一根潔凈的鐵絲。觀察到鐵絲表

面有紅色物質(zhì)析出。

實驗結(jié)論：綠色固休物質(zhì)中含有____、____、____、____等元素。（提

示：裝置內(nèi)的空氣因素忽略不計）

表達(dá)與交流：①上圖中標(biāo)有a、b的儀器名稱是：a _______；b_______。

②上述③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________

③反應(yīng)完成后，如果先移去酒精燈，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是

_________________

④如果將B，C兩裝置對調(diào)，行嗎?為什么?

_____________________________________________________

解答 （1）“西漢美酒”的成分是什么?（或“西漢美酒”為何是青綠色的?）

（2）銅 碳 氫 氧（或Cu C H O）

①試管 鐵架臺

②Fe+CuSO＝FeSO+Cu

44

③C裝置中時液體會倒流進(jìn)入B裝置

④ 不行 若對調(diào)則無法證明加熱綠色固體是否有水生成

知識結(jié)構(gòu)

金屬材料

無機(jī)非金屬材料

化學(xué)與材料 合成材料

復(fù)合材料

學(xué)法指導(dǎo)

1. 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)同學(xué)們應(yīng)該知道了材料是社會進(jìn)步的基礎(chǔ)，人們的衣、

食、住、行，都離不開材料，同時了解材料技術(shù)和應(yīng)用的每一次重大進(jìn)

步都與化學(xué)的發(fā)展有關(guān)系。

2. 了解一些常見的金屬材料，知道青銅、鋼鐵等合金的應(yīng)用在人類發(fā)展歷

史中具有劃時代的意義，了解一些當(dāng)今世界的高科技的金屬材料，例如

儲氫材料、記憶合金等。

3. 知道我國古代的陶瓷是屬于 無機(jī)非金屬材料，了解陶瓷、玻璃、水泥

等無機(jī)非金屬材料在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，知道新型的無機(jī)非金屬材料

例如新型陶瓷等的優(yōu)異性能。

4. 知道在日常生活中用得最多的還是有機(jī)合成材料，了解有機(jī)合成材料包

括塑料、合成橡膠、合成纖維等，有機(jī)合成的誕生，結(jié)束了人類只能依

靠天然材料的歷史。了解有機(jī)合成材料還要注意以下幾點：

（1） 知道天然纖維和人造纖維、聚乙烯和聚氯乙烯的區(qū)別方法。

（2） 塑料制品的應(yīng)用導(dǎo)致了“白色污染”。

（3） 新型的有機(jī)高分子材料正不斷地被研制出來。

拓展閱讀

鈦及其合金

鈦作為一種金屬材料步入人類社會只有大約三四十年的歷史。雖然通常

人們把鈦稱為“稀有金屬”，其實鈦在地殼中的含量相當(dāng)豐富，在地殼外層

中含有0.6%的鈦，總蘊(yùn)藏量達(dá)7億噸以上，在金屬元素中僅次于鐵、鋁、

鎂而處于第四位，為銅的60倍，可見鈦并不稀有。鈦具有不尋常的綜合優(yōu)

點。它比鋼輕得多（它的密度只有鋼的一半），比鋁和鋼更加結(jié)實（以同等

質(zhì)量而論），能抗腐蝕，還能耐高溫。因為這些優(yōu)點，鈦現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用

于飛機(jī)、輪船、導(dǎo)彈以及一切需要具有這些特點的場合。

就飛機(jī)而言，目前藍(lán)天上飛行的大部分飛機(jī)都是用鋁合金制造的。當(dāng)飛

機(jī)在天空作超音速飛行時，飛機(jī)表面受到空氣強(qiáng)烈的摩擦和壓縮，動能轉(zhuǎn)變

為熱能，機(jī)體溫度也隨著升高。飛機(jī)的飛行速度越快，機(jī)體的溫度就越高。

例如，當(dāng)飛機(jī)在同溫層飛行（那里的大氣的溫度大約是-56℃），其速度等于

音速（每小時1200公里）時，飛機(jī)表面的溫度為-18℃，2倍于音速時，其

溫度就為98℃；3倍于音速時，其溫度為300℃。但是，當(dāng)飛機(jī)速度達(dá)到2

倍音素時，鋁合金的強(qiáng)度便會顯著降低；當(dāng)3倍于音速時，鋁合金機(jī)體會在

空中碎裂，發(fā)生十分可怕的空難事件。

長期以來，人們把飛機(jī)速度達(dá)到音速2～3倍的區(qū)域看作是難以逾越的

“熱障”。那么，飛機(jī)的速度能否再提高呢？能，但是鋁合金是不行了，必

須尋找更加優(yōu)異的材料。其中鈦合金就是這些新型材料中的佼佼者。鈦合金

在溫度為550℃時，強(qiáng)度仍無明顯的變化，它能勝任飛機(jī)以3到4倍音速飛

行。因此鈦合金受到航空航天界的特別關(guān)注。

鈦在其他飛行器如火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)等方面都占有重要

地位。目前，人造衛(wèi)星的外殼、航天飛機(jī)的骨架和蒙皮、衛(wèi)星的登月艙及推

進(jìn)系統(tǒng)都采用了鈦合金。要知道這些航空航天器采用了鈦合金后，不僅性能

得到大幅度的提高，而且僅就質(zhì)量減輕一項來說，節(jié)約的能源也是十分可觀

的。

鈦合金不僅在航空航天方面暫露頭角，而且在航海方面也開始大顯身

手。根據(jù)報道，用鈦合金制成的核動力潛逃，每艘用鈦達(dá)3500噸，其最大

航速達(dá)每小時74公里，下潛深度達(dá)900米。這種全部鈦合金潛艇不僅質(zhì)量

輕、航速高和攻擊力強(qiáng)，而且無磁性，在海底不易被發(fā)現(xiàn)，因而也就不易遭

到攻擊。

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1.

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5.

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教材習(xí)題參考答案

1. A 2. 4， 502，39.8%

3. （1）Ca 20; Ba 56;Cu 29; O 8 (2)超導(dǎo)體在超導(dǎo)情況下電阻為

零，這意味著電能在輸送過程中無損失，大大提高了利用率。

4．略

最后祝大家身體健康，萬事如意，一帆風(fēng)順，合家幸福！