高中化学人教新课标-选修一30《探索生活材料》(可编辑ppt课件)(共120页)

,新课标人教版课件系列,高中化学 选修1,第三章 探索生活材料,教学目标,1.使学生初步了解合金。2认识金属与合金在性能上的主要差异。3知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。 进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。1列举生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。了解居室装修材料的主要成分及其作用。,第一节 合金,第三章探索生活材料,生活中常用的金属有哪些？,身边的金属,铜,导电性好，价格便宜,价格便宜，硬度 强度较小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好,软钢（低碳钢）,钨,熔点最高（3410摄氏度）,铝合金,不锈钢,抗腐蚀性好,密度小、强度大，较强抗腐蚀性,1.什么叫合金? 2.金属有什么共同的性质?合金跟纯的金属有什么差别?,一.合金的性质,阅读思考,金属的导电性、导热性 导电性：由于自由电子在外加电场的作用下产生定向移动形成电流。故金属容易导电。 导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整块金属达到同样的温度。 金属的延展性： 当金属受到外力时，金属离子和电子可相对移动。使金属具有良好的延展性。,金属具有共同物理性质,金属一般具有哪些化学性质,金属只具有还原性,与非金属反应 与水反应 与酸反应 与盐反应,分别举例,阅读课本并讨论解决下列问题,1、为什么合金与纯金属的性能有很大的差异？ 2、课本49页和50页学与问 3、铁合金可如何分类？ 4、硬铝是什么，有什么作用？铜合金有哪些？ 5、新型合金有哪些？,二.使用合金,金属晶体内部结构,金属(除汞外)在常温下一般都是固体。通过X射线进行研究发现，在金属中，金属原子好像许多硬球一层层紧密地堆积着.,金属中堆积的就是中性原子吗?,带翼的金属 硬铝,铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。 广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。,新型合金,形状记忆合金“永不忘本”的神奇功能材料 。,（a）记忆合金 （b）马 达 （c）蚂 蚁 （d） 人 形状记忆合金形状是名副其实的大力士,阅读与思考,1.什么是24K金?18K? 2.讨论解决课本51页思考与交流 3.什么是泡沫金属?泡沫金属有什么作用?,三.合理利用合金,解决实际问题-下列物品应该用哪些合金?,金属之最,地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 密度最大的金属锇（22.48 克/立方厘米） 密度最小的金属,铝,钙,铁,银,铬,钨,汞,锂,黑色金属 通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。 锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。 有色金属 通常是指除黑色金属以外的其他金属。 有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。,金属分类,关于“合金”,1.合金一般由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而得。根据组成合金的元素种类，可分为二元合金、三元合金和多元合金。 2.金属形成合金后，可以显著改变材料的结构和性质。合金的机械、物理和化学性能往往优于纯金属，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类已知的合金达数万种之多。 3.“齐”是合金的意思。汞的合金常叫汞齐。例如钠汞齐是钠和汞组成的合金，锌汞齐是锌和汞组成的合金。除铁以外，几乎所有的金属都能跟汞形成汞齐。,1、金属晶体的形成是因为晶体中存在（ ） A、金属离子间的相互作用 B、金属原子间的相互作用 C、金属离子与自由电子间的相互作用 D、金属原子与自由电子间的相互作用,考考你,C,2、向一金属铝的易拉罐内充满二氧化碳，然后向灌内注入足量氢氧化钠溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述变化的实验现象： （1）罐壁内凹而瘪的原因： 反应方程式： （2）罐壁重新鼓起的原因： 反应方程式：,考考你,第二节 金属的腐蚀和防护,第三章探索生活材料,一、金属的腐蚀,1、金属腐蚀,1)定义(P54):金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程,2)本质,金属失去电子被氧化,2、原电池复习,、定义:,、构成条件,把化学能转变为电能的装置,、工作原理(以Cu-Zn原电池为例),流出,流进,负极,正极,Zn-2eZn2+,2H+2eH2,氧化反应,还原反应,质量减少,质量不变,小结：,、原电池反应与普通氧化还原反应在原理上是一样只是把氧化还原反应分别在两极进行，所以有电流产生。,、较活泼的金属通常为负极，被氧化而溶解；较不活泼的金属为正极，附近阳离子被还原而析出物质(如：H2)。,A、B、C三种金属两两接触后跟稀硫酸作用，判断 这三种金属的活动性：,（1）在原电池中，作负极的金属、发生溶解的金属、发生氧化反应的金属等是相对活泼金属； （2）在原电池中，作正极的金属、在酸中有氢气析出的金属、质量增加的金属为相对不活泼金属。,练习1.,CBA,判断金属活动性的规律: 金属与水或酸反应越剧烈，该金属越活泼。 金属所对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越 活泼。 一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换 出 来，则该金属活泼性比另一金属强。 两金属能够构成原电池时，做负极的金属比做正 极金属活泼。 在电解过程中，一般地先得电子的金属阳离子对 应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应 的金属单质的活泼性差。,1、为什么实验室制H2用粗锌比纯锌反应速率快？,2、实验室制氢气时常加入少量硫酸铜溶液，以加快反应速率，原因是什么？,思考题:,形成原电池可加快化学反应速率, 、析氢腐蚀,正极,条件：酸性环境,负极,Fe2+2OHFe(OH) 2,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O4Fe(OH)3,Fe(OH)3,铁锈(Fe2O3 ·nH2O), 、吸氧腐蚀,正极：,条件： 中性或碱性环境,负极：,Fe-2e- Fe2+,2H2O+O2+4e-4OH,思考题:,马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？,作业:某铁碳合金中已有部分铁被氧化生锈(假设铁锈成分为Fe2O3)取样品19.4g，加足量的稀盐酸使它溶解，放出氢气3.36L(标况)，所得溶液中滴入硫氰化钾溶液不变色。若将溶液中的金属离子全部氧化成高价离子，需通入标况下氯气3.36L(不考虑氯气与水的反应)。 求该合金未被氧化时铁的质量分数。,第二课时,以下物品采用哪种方法防锈? 海边码头上的钢轨、铁的徽章、放电熨斗的支架、钢刀片、铁制水闸、儿童游戏场中秋千架的钢架。,1.改变金属的内部组织结构 例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。,二、金属的防护,2.保护层法:在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。,1).在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。,2).用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。,这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。,3.【电化学保护】: 将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。这种方法主要有以下两种： 牺牲阳极保护法 此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。,外加电流的保护法 将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。,电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。,1)、改变金属的内部结构,2)、在金属表面覆盖保护层,3)、电化学保护法,金属防护方法总结,练习1.下列现象与电化学腐蚀无关的是:( ) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁更易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生锈 D银质奖牌久置表面变暗,D,2.铁钉和碳棒用导线连接后,浸入到食盐溶液中,可能发生的反应是: ( ) A.碳棒上放出Cl2 B.碳棒附近产生OH- C.碳棒上放出H2 D.铁钉被氧化,BD,第三节 玻璃、陶瓷和 水泥,第三章探索生活材料,以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。,如制造玻璃、陶瓷、水泥等产品的工业都属硅酸盐工业。,一、玻 璃,讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?,实验室玻璃仪器,玻璃金字塔,思考讨论：,1、制造玻璃的主要原料是什么？,2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？,3、玻璃的主要成分是什么？,4、玻璃为什么可以被人工吹成不同 形状的制品？,一、玻 璃,1、原 料：纯碱、石灰石和石英,Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2,2、反应原理： 复杂的物理、化学变化，主要反应：,高温,高温,3、主要成分：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅,学与问,玻璃为什么可以 被人工吹制成形 状不同的制品？,4、玻璃没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品,一、玻 璃,玻璃,没有固定的熔点。,没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。（介于晶体与非晶体之间。）,讨论：,这四幅图中的几种玻璃是如何制造的？各有什么特性和用途？,几种特殊玻璃：,硼硅酸盐玻璃：,膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀,用途: 高级化学仪器,光学玻璃：,透光性能好、折光率高,用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器,玻 璃,加入BO,加入PbO,蓝色(Co2O3) 红色 (Cu2O) 淡绿色 (FeO),几种特殊玻璃：,彩色玻璃：,金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。,玻璃在钢化炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。,钢化玻璃：,玻 璃,变色玻璃,见P55资料卡片：,二、玻璃的新发展,1.光导纤维（光纤）,是从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝。,光纤通信有哪