C单元成套高二化学《选修1第三章和第四章教案》.docx
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C单元成套高二化学《选修1第三章和第四章教案》
第三章探索生活材料
第一节合金
【教学目标】
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。
2、了解合金的物理性质和结构
3、认识金属与合金在性能上的主要差异,知道生活中常见合金的组成。
4、了解生活中常见的合金及它们的重要应用。
【教学重点】:
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。
2、认识金属与合金在性能上的主要差异,知道生活中常见合金的组成。
3、了解生活中常见的合金及它们的重要应用。
【教学过程】:
【思考】:
用日常生活中的事实回答下列问题:
1、你在日常生活中用到哪些合金产品?
2、合金用品有什么优点?
一、认识合金
合金:
由或金属(或与非金属)熔合而成的具有特性的物质。
合金与纯金属的比较
熔点
硬度
延展性、韧性
纯金属
相对高
较软
良好
合金
相对低
相对硬
一般相对差
注:
一般说来,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能。
合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。
如:
生铁的熔点比纯铁的低;硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。
小资料:
金属钾、钠在常温下均为固态,但它们的合金在常温呈液态,具有良好的导热性,可作为原子反应队的导热剂。
【思考】:
为什么合金比纯金属硬度更大,更坚固?
常用的合金
1、铁和铁合金
生铁
钢
含碳量
2%~4.3%
0.03%~2%
性能
生铁硬度大、抗压、性脆,可铸不可锻
有良好的延展性,机械性能好,可铸可锻
碳素钢和合金钢的比较
相同点
成分不同
性能
碳素钢
合金
铁的合金
含碳量高,硬度大;
含碳量低,韧性较强
合金钢
(不锈钢)
在铁的合金中加入铬和镍
不锈钢在空气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力
2、铝和铝合金
成分
性能
铝
Al
硬度、强度较小
铝合金
向Al中加入少量的合金元素如:
Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素
1、抗腐蚀能力强,强度高,密度较小,如:
高压锅是由铝合金制造的
2、硬铝的性能
3、铜合金——青铜,黄铜
黄铜(Cu~Zn,Zn20%~36%)古代称为药金,密度比黄金小,外观与金非常相似,常被误认为是黄金。
青铜(Cu~Sn,Sn10%~30%)
4、新型合金
(1)储氢合金 室温下吸收氢气速度快,放出氢气快
(2)钛合金
(3)耐热合金
(4)形状记忆合金
(5)泡沫合金
第二节金属的腐蚀和防护
第二节金属的腐蚀和防护
【教学目标】
1、了解金属腐蚀的类型。
2、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。
【教学重点、难点】
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。
【教学过程】:
【引入】金属的腐蚀现象非常普遍,例如,钢铁生锈(Fe2O3·XH2O),铜器表面生成铜绿(Cu2(OH)2CO3),等等,腐蚀可使金属的机械性能、色泽和外形等方面发生变化,严重时可使机器设备、仪器和仪表等报废。
有些重大事故的发生如桥梁塌陷、石油管道破裂等也往往与金属腐蚀有关。
金属为什么会被腐蚀?
如何防止金属的腐蚀?
这就是本节要讨论的问题。
一、金属的腐蚀
金属的腐蚀:
金属或合金跟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。
(一)、金属腐蚀的类型
一般可分为 腐蚀和 腐蚀。
1、化学腐蚀:
金属与合金跟接触到的物质(如O2,Cl2,SO2等) 发生化学反应而引起的腐蚀.
原理:
例如:
铁与氯气直接反应,钢管被原油中的含硫化合物腐蚀
注:
一般情况下,温度越高,金属腐蚀越快。
【讨论】:
为何煤气炉中心部位容易生锈,南极罐头很少生锈?
【科学探究】:
不同条件下铁钉的锈蚀
实验方案
铁钉
+醋酸溶
液
铁钉
+CaCl2
固体
铁钉
+煮沸后
迅速冷却
的蒸馏水
铁钉
+植物
油
铁钉
+NaCl
溶液
铁钉+上层
植物油下层
是煮沸后迅速冷却的蒸馏水
现象
结论
2、电化学腐蚀:
不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应。
原理:
反应
本质:
反应
例如:
钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
【讨论】钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀的原因
原因:
(形成电解质溶液)
和 构成原电池的两极。
负极:
正极:
(1)中性溶液或酸性很弱——吸氧腐蚀(钢铁腐蚀
的主要情况)
负极:
电子
电极反应式:
正极:
电子
电极反应式:
(2)酸性较强——析氢腐蚀
负极:
电子
电极反应式:
正极:
电子
电极反应式:
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(pH<4.3)
水膜酸性很弱或中性
电
极
负
Fe-2e-=Fe2+
正
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
化学腐蚀和电化学腐蚀的异同
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟氧化剂直接接触
不纯金属或合金和电解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生,电化学腐蚀更加普遍
二、金属的防护
1.影响金属腐蚀的两个因素
金属本性――金属是否活泼,纯净
介质――金属与哪些物质共存
注:
金属的本性:
金属越活泼越容易被腐蚀,金属合金中活泼的金属易腐蚀
介质影响:
金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀
2.金属腐蚀的本质
金属原子 成为阳离子的过程
3.金属防护的方法
金属防护常用的方法
1、在金属表面加防护层
如:
在金属表面涂油漆,在金属表面包塑料层,在金属表面加油脂;在金属表面镀上一层Zn或Cr或Sn;制成不锈钢
2、改变金属的结构
隔绝空气、水蒸气及腐蚀性气体;镀Zn,发生原电池反应时,Zn会被氧化,保护了原有的金属;制成不锈钢,是改变了金属的内部组成结构,抗腐蚀能力大大提高.
3、电化学保护法
在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属或合金,可以防止金属腐蚀
第三节玻璃、陶瓷和水泥
【教学目标】
1、了解玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料和用途,以及光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料。
2、以玻璃和陶瓷、水泥为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响
【教学重点、难点】
玻璃、陶瓷和水泥的主要成分和生产原理
【教学过程】:
【学与问】玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品?
一、玻璃
1、原料:
( )、 ( )和 ( )
2、反应原理:
原料熔融后发生比较复杂的物理变化、化学变化
主要反应:
3、普通玻璃主要成分:
4、主要性能:
不是晶体,称作玻璃态物质, 的熔点,在一定温度范围内逐渐 。
常用的玻璃瓶和玻璃杯等都是普通玻璃制造的。
【过渡】在生产过程中加入不同的物质,调整玻璃的化学组成,可以制得具有不同性能和用途的玻璃
5、几种特殊玻璃
(1)硼酸盐玻璃:
加入 ,能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数,从而使其更 和 ,可做高级化学反应容器
(2)光学玻璃:
加入 后制得的光学玻璃折光率高,可用来制造眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等
(3)有色玻璃:
加入某些金属氧化物的玻璃
蓝色(Co2O3) 红色(Cu2O) 淡绿色(FeO)
普通玻璃一般呈淡绿色是因为
(4)钢化玻璃:
普通玻璃加热软化,再急速冷却得到
它的机械强度比普通玻璃大 倍,抗震裂,不易破碎;一旦破碎,碎块没有尖锐的棱角,不易伤人,用于制造汽车或火车的车窗等。
二、陶瓷(China)
陶都→
瓷都→
1、主要原料:
( )
2、传统生产过程:
( )→( )→( )→( )→( )
3、釉料――金属及其化合物
使陶瓷表面光滑,不渗水,具有丰富的色彩。
釉料金属元素与彩色陶瓷
【学与问】在普通釉料中加入不同的金属元素,烧制时的空气用量不同,都会影响彩釉的颜色。
这对你有什么启示?
3、主要特性:
抗 、抗 、耐 、 、易 等优点
三、水泥
1、主要原料:
和
辅助原料:
石膏—作用是
2、主要设备:
3、主要成分:
( )
( )
( )
4、主要性能:
水硬性(与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变硬)就算在水中也能硬化
【讲解】2001年4月我国实施的水泥新标准用强度来表示水泥的不同性能。
常用的硅酸水泥分为42.5、52.5、62.5三个等级。
等级越高,表示水泥的性能越好。
不同的建筑,对水泥的等级要求是不一样的
【思考与交流】
1、你认为水泥在储存和运输过程中应该注意些什么?
2、水泥的硬化需要一定的时间。
查阅资料说明水泥的使用方法和注意事项
5、主要用途:
建筑、修路。
如:
水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土
水泥砂浆:
混凝土:
钢筋混凝土:
四、玻璃和陶瓷的新发展
1、光导纤维――简称:
光纤(SiO2)
用途:
在通讯技术中的运用:
其优点①信息容量大②抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听③光缆质量小而且细,不怕腐蚀,铺设方便。
还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等许多方面
2.新型陶瓷---高温结构陶瓷
特点:
耐 、耐 、 大、耐 、不怕 。
①氧化铝陶瓷:
高纯氧化铝透明陶瓷管、氧化铝陶瓷制品
②氮化硅陶瓷(Si3N4):
特点:
密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能。
如:
Si3N4基陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷部件、沙漠车
第四节塑料、纤维和橡胶
教学目标:
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。
2.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。
3.了解居室装修材料的主要成分及其作用。
一、合成材料
日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料,简称合成材料。
随着社会的发展和科技的进步,合成材料的运用越来越广泛,它们在社会生活中起了越来越重要的作用。
可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃,推动人类社会的进步
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- 选修1第三章和第四章教案 单元 成套 化学 选修 第三 章和 第四 教案