2.6 材料的利用与发展-2023-2024学年浙教版九年级上册科学

2.6 材料的利用与发展 学习目录 目录 模块一 知己知彼 1 模块二 知识掌握 1 知识点一、材料与人类社会发展 1 知识点二、新型材料 2 知识点三、材料制造与环境保护 2 模块三 巩固提高 5 知识重点 模块一 知己知彼 学习目标 目标解读 1.了解材料的发展与人类文明的关系。 2.了解新型材料的性能和使用。 3.了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治。 解读1：知道新型材料的性能和使用，常见题型为选择题、填空题，难度较小。 解读2：了解材料的发展、材料制造与绿色化学，常见题型为选择题，难度较小。 模块二 知识掌握 知识点一、材料与人类社会发展 材料的发展历程：石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料。 人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关，还与金属冶炼的难易程度有关。如人类最早使用的金属材料是铜，目前使用最多的金属材料是铁及铁的合金。虽然地壳中含量最多的金属元素是铝，但由于铝的金属活动性较强，冶炼具有一定的难度，因而铝的利用比铜和铁晚的多。 知识点二、新型材料 新型材料：指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。 特点：具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大。 当前，最引人注目的新型材料有：光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料新型高分子材料、超导材料、纳米材料等。 纳米材料：指其基本颗粒在 范围内的材料。如：纳米陶瓷、新型纳米油墨、纳米铅粉等。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同。如纳米陶瓷具有很好的韧性；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。 [例题1] 下列杯子使用的主要材料中，属于有机合成材料的是（　　） A．不锈钢水杯 B．玻璃水杯 C．陶瓷水杯 D．塑料水杯 [例题2] 超导现象是指材料在温度降低到某一值时电阻变为零的现象，能发生超导现象的材料叫超导体。超导体有广泛的应用价值，但不适用于制作（　　） A．电饭煲的电热板 B．电动机的线圈 C．远距离输电的导线 D．发电机的线圈 [例题3] 石墨烯是单层碳原子面材料，由其制成的石墨烯薄膜，具有超薄超轻，超强导热性、导电性和超优光敏性等优点。下列说法错误的是（　　） A．石墨烯是一种碳单质，可用于新型电池电极 B．石墨烯由碳元素组成，完全燃烧只生成CO C．石墨烯薄膜材料可用于智能手机、平板电脑等设备的散热层 D．石墨烯薄膜材料可用于穿戴设备和无线传感等领域 知识点三、材料制造与环境保护 人们在制造材料的过程中会产生许多污染。为了减少或消除材料制造过程中的污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径。 （一）实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有： (1)科学性：制备过程中每步化学反应是否符合化学反应的规律； (2)简便性：设计方案考虑实际设备情况，操作过程尽可能简便易行，如反应所需的条件和设备是否简单； (3)经济性：所需原料是否易获取、成本是否低廉； (4)安全性：操作过程是否存在安全隐患； (5)环保性：生产过程是否会对环境造成污染。 （二）“绿色化学” “绿色化学”又称为环境友好化学，它的主要特点如下： (1)充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； (2)在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废弃物向环境中的排放； (3)提高原料的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； (4)生产出有利于环境保护社会安全和人体健康的环境友好产品。“绿色化学”给化学家提出了一项新的挑战，其核心就是要利用化学原理从源头上消除污染，国际上对此十分重视。1995 年，美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰那些在“绿色化学”领域中做出杰出贡献的企业家和科学家。“绿色化学”将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。 （三）工业“三废”及处理 (1)工业“三废”是指废水、废渣和废气。 (2)处理方法 ①“废气”处理一般是安装回收设备，将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去，一氧化碳可以回 收再利用，二氧化硫可利用与碱溶液反应而除去。 ②“废渣”的处理一般是制水泥或其他材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化为磷肥等。 ③“废水”的处理是建立污水处理厂，将废水中的有害金属转化为沉淀，制成所需要的金属材料等，废水处理达标后再排放到河流中或循环利用。 在化学工业中,除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。 【能力拓展】 (1)复合材料是将两种或两种以上材料复合成一体形成的材料。复合材料集中了组成材料的优点，同时避免了组成材料的缺点，具有