内容正文:
第六单元
化学与社会
第一节
化学与材料研制
一、材料的种类
1.材料的研制与化学科学的发展密切联系
从自然界中直接取得的材料叫天然材料,如木材、石器等。
2.合成材料
人为地经过化学变化制取的的材料,也叫人造材料。
3.人类开发利用的材料
金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。
二、无机非金属材料
1.玻璃的制取
(1)普通玻璃是一种硅酸盐材料。在工业生产中,通常用石英砂(主要成
分是SiO2)、纯碱(Na2CO3)、石灰石(主要成分是CaCO3)按一定的质量
比混合,经高温烧制而成。
(2)特殊玻璃的制造及应用
类别
加工
应用
加热到一定温
应用于汽车和火车的窗玻璃、
钢化玻璃
普通度后迅速委知钢化
玻璃
玻璃
运动器材、通信器材等
多层玻璃叠合
防弹
应用于汽车窗玻璃、装甲车的
防弹玻璃
和胶片
玻璃
瞭望孔等
作绝热保温材料和电绝缘材
玻璃纤维
玻璃熔融抽
料等;用特种光学玻璃拉制成
→玻璃纤维
的玻璃纤维可作为光导纤维,
应用于光纤通信
2.其他常见的无机非金属材料
(1)水泥:制作水泥的主要原料是黏土和石灰石。水泥具有水硬性,跟水
混合很容易凝固变硬,常被用作建筑材料。
(2)陶瓷:制造陶瓷的主要原料是黏土。陶瓷广泛应用于生产、生活中,
如砖、瓦,实验室中的坩埚、蒸发皿,家庭用的餐具等。
三、有机高分子材料
1.有机高分子材料的分类
(1)天然有机高分子材料,如棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等。
(2)合成有机高分子材料,如塑料、合成纤维、合成橡胶等,简称合成材料。
发展
心敲黑板·划重点
无机非金属材料的优、缺点
1.优点:种类繁多,用途广
泛,一般具有抗氧化性,抗
酸、碱腐蚀,耐高温,绝缘,防
潮,易成型等性能。
2.缺点:脆性大,易损坏。
1.钢化玻璃是一种强度高、
耐高温的玻璃,与金属材料
无关。
2.有机玻璃是一种塑料,属
于有机合成材料,不是玻璃。
3.玻璃、水泥与陶瓷等是常
见的无机非金属材料。
塑料的性质
1.热塑性:分子结构为链状,
受热到一定温度时,开始软化
直至熔化为液体,冷却后变为
固体,再加热又可以熔化。
2.热固性:分子结构为网状,
一经加热成型后,受热也不
再熔化,无法进行热修补。
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2.塑料
(1)特点:塑料是人工合成的一类有机高分子化合物,大都具有质轻、易
加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强等特点。
(2)聚乙烯
①用途:日常生活中使用的食品袋、包装袋等,大部分是用聚乙烯塑料制
成的。
②结构:聚乙烯是由许多乙烯分子连在一起,聚合成大分子后得到的。
(3)聚四氟乙烯
①概述:聚四氟乙烯的商品名称为“特氟隆”,被誉为“塑料王”,是由四氟
乙烯小分子聚合而成的一种具有特殊性能的塑料。
②特点:耐腐蚀、摩擦系数非常小。
③用途:制造容器、管道和阀门等,也常用作器具的不沾涂层。
3.“白色污染”
塑料的化学性质非常稳定,生产和使用后很难自然分解。人们把塑料给
环境带来的危害称为“白色污染”。
四、复合材料
1.概念:由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法复合在
一起制成的新材料。
2.特点
(1)大多具有强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐
高(低)温性能好等特点。
(2)发挥各组成材料的优点,克服单一材料的缺陷,应用范围广。
3.常见复合材料
(1)玻璃钢:在塑料中加入玻璃纤维制成的既有玻璃般透明或半透明性,
又有钢铁般的强度的复合材料。
(2)钢筋混凝土:钢筋(金属材料)和混凝土的复合材料
(3)碳纤维复合材料:碳纤维和塑料等的复合材料。
4.应用:广泛应用于航空航天、电子电气、汽车工业、建筑等领域。
第二节化学与能源开发
一、清洁高效的氢能
1.能源的分类
(1)可再生能源:太阳能、水能、风能、地热能等。
(2)不可再生能源:煤、石油、天然气等。
2.氢能
①燃烧的热值比化石燃料高
氢气作能源的优点
②可由水制得,原料来源广泛
③燃烧后只生成水,无污染
能
氢能开发需要
①至今尚未找到一种低成本的制氢技术
解决的问题
②无安全、可靠的贮氢和输氢方法
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1.聚氯乙烯塑料在使用中会
分解出对人体有害的物质,
不宜用于食品包装,常用于
制作雨衣、鞋底、床罩、窗帘、
桌布、手提包等。
2.可以用燃烧法区分聚乙烯
塑料与聚氯乙烯塑料。聚乙
烯塑料易燃烧,燃烧时不冒
烟、无臭味;聚氯乙烯不易燃
烧,燃烧时冒黑烟、有臭味。
1.“白色污染”是指塑料垃圾
造成的污染,与具体的颜色
无关。
2.塑料制品具有质轻、耐腐
蚀等许多优良性能,且成本
较低,应用范围十分广泛,目
前还不能禁止使用。
常见材料及其所属类别
1.有机合成材料:塑料、合成
纤维、合成橡胶。
2.金属材料:纯金属、合金。
3.无机非金属材料:玻璃、陶
瓷等。
4.复合材料:钢筋混凝土、玻
璃钢、碳纤维复合材料等。
心敲黑板·划重点
中国节能产品认证标志
太阳能
光催化剂○
2H,0=2H40
◇燃料电池
能量
理想的氢能循环体系
二、应用广泛的化学电池
定义
将化学能直接转化为电能的装置,如干电池、锂电池等
能量转化
化学能转化为电能
特点
体积小,电容量大,移动方便
分类
一次电池(不可充电)
二次电池(可充电)
第三节
化学与农业生产
一、化肥一农作物的重要“食粮”
1.化肥的种类及作用:根据植物所需的主要营养元素的不同,化肥可分为
氨肥、磷肥、钾肥和复合肥。
()氮肥:能促进细胞分裂和生长,使枝叶茂盛、叶色浓绿,提高产量。缺
乏时植株矮小,瘦弱,叶片发黄。
(2)磷肥:可以促进作物生长,增强抗寒、抗旱能力,使果实饱满,根系发
达。缺乏时生长迟缓,根系不发达,产量降低。
(3)钾肥:具有保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病
虫害和抗倒伏的能力等。缺乏时茎叶软弱,易倒伏。
(4)复合肥:含有两种或两种以上营养元素,能同时均匀地供给作物几种
养分,充分发挥营养元素间的相互作用,有效成分高。
2.铵态氨肥:硝酸铵(NHNO3)、碳酸氢铵(NH,HCO,)、硫酸铵
[(NH4)2SO]和氯化铵(NHCI)等的成分里都含有铵根离子(NH),
统称铵态氨肥。
3.铵态氨肥的性质
(1)铵盐中都含有NH,铵盐能与碱反应,生成氨气与相应的盐。该反
应是盐与碱的反应,属于复分解反应。
(2)NH的检验方法
方法
方法一
方法二
取少量硝酸铵或硫酸铵于试管
分别取少量的硫酸铵或硝
实验
中,向其中加入氢氧化钠溶液,稍
酸铵于两个研钵中,分别加
操作
热,将湿润的红色石蕊试纸放在
入少量熟石灰,小心研磨
试管口
(NH4)2S04或
Ca(OH)2
NHNO
实验
NaOH溶液
装置
(NH)SO4
或
NHiNO
实验
产生一种有刺激性气味的
湿润的红色石蕊试纸变蓝
现象
气体
铵盐能与碱反应放出氨气,故铵态氨肥不能与碱性物质混合施
结论
用,否则会降低肥效
干电池正极周围有二氧化
锰,二氧化锰能把正极上产
生的物质氧化,而本身被还
原。干电池工作时,负极的
反应材料是锌,正极的反应
材料是二氧化锰,故它的学
名叫锌锰电池。
心敲黑板·划重点
尿素[CO(NH2)2]是一种重
要的氮肥,其含氨量高(约为
46.7%),在土壤中几乎不残
留有害物质,长期施用没有不
良影响。但不是铵态氨肥。
豆类植物根部的根瘤菌能将
空气中的氨气转化为含氨化
合物而吸收,故豆科植物不
需要或只需要施用少量氨肥
就可以满足生长所需。
植物缺乏氨、磷、钾的症状
缺氨叶子黄,缺磷矮不长;缺
钾茎秆弱,三种元素不可缺。
检验NH时时,如果用红色石
蕊试纸,使用前应先用水湿
润,因为NH不显碱性,不
能使红色石蕊试纸变蓝,NH
溶于水生成的NH·H2O显
碱性,能使红色石蕊试纸变
蓝。也可以用湿润的酚酞试
纸,氨气能使湿润的酚酞试纸
变红色。
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二、农药
作物生长的卫士
1.农药使用的利与弊
利
农药对提高作物产量、保障粮食丰收具有非常重要的作用
许多农药因毒性强、药效持久和残留时间长,在消灭病虫害的同
弊
时往往会污染环境、危害人类健康
改进
积极研制和开发新型高效、低毒和低残留农药,如拟除虫菊酯、昆
措施
虫激素等
2.波尔多液
(1)配制:用胆矾(CuSO4·5H2O)、生石灰(CaO)和水混合制得。
(2)用途:具有防治果树、棉花等多种植物病菌的功效。
第四节化学与环境保护
一、保护生命之源
1.水资源现状
(1)水资源危机:可供人类直接利用的水资源十分有限;人类的生产、生
活造成水体污染,加剧水资源危机。
(2)水资源污染:破坏水生态系统、影响工农业和渔业生产、危害人体健
康及生命安全、加剧水资源危机。
2.水污染的处理方法和防治措施
(1)处理方法
①中和法
处理酸性(或碱性)废水,调节废水的pH;
②氧化法
利用氧化剂除去水中有毒物质使之成为无毒物质。
(2)防治措施
①依据不同的水质标准对水资源进行分类管理。
②加强水质监测。
③禁止污水的任意排放。
④加强对新技术、新工艺的研究与应用,力争实现无污染生产。
二、还人类洁净的空气
1.空气的主要污染物及来源
(1)空气污染物:目前计入空气污染物指数的有害气体和烟尘,主要包
括:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物
等。
(2)主要来源
主要污染物
主要来源
一氧化碳(CO)
化石燃料的不完全燃烧等
有害
煤、石油等燃料的燃烧,硫酸工厂排放的
二氧化硫(SO2)
气体
废气等
氨氧化物(NO.)
机动车辆排放的尾气等
烟尘
可吸入颗粒物
地面扬尘、燃煤排放的粉尘等
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1.不能用铁制容器盛放波尔
多液,因为铁能将波尔多液
中硫酸铜中的铜离子置换出
来,从而降低肥效。化学方
程式为Fe十CuSO
FeSO,+Cu.
2.配制波尔多液时,不能把
石灰水向硫酸铜溶液中倾
倒,否则配制的药液会随即
沉淀而失效。
心敲黑板:划重点
不同的污染物成分不同,首
先对水质进行检测,确定水
中的主要污染物,针对不同
的污染物采取合理的治理措
施,如水中含重金属离子,可
用金属置换法或沉淀法;酸
性废水中可加入碱性物质中
和等。
虽然空气中二氧化碳含量增
加会导致全球变暖,但二氧
化碳无毒,也不会污染空气,
目前暂不列为空气污染物。
正常雨水因溶有CO2而呈
弱酸性,只有pH<5.6的雨
水才是酸雨。
2.空气污染的危害:损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡,导致全
球气候变暖,破坏臭氧层,导致酸雨的形成等。
3.酸雨的形成与危害
(1)概念:pH<5.6的降雨称为酸雨。
(2)形成:煤燃烧产生的二氧化硫、汽车发动机产生的氮氧化物气体排放
到空气中,与大气中的水发生化学反应,生成酸,随降水落到地面,便形
成酸雨。
(3)危害:酸化土壤、污染水体、腐蚀建筑物及文物古迹、加速金属制品的
锈蚀。
4.减少和防治大气污染的措施:处理工厂废气、煤炭固硫除污、改善能源结
构、净化汽车尾气、加大绿化力度。
三、与自然和谐相处
1.环境污染的形成过程与防治思路
(1)形成过程:由污染源产生的污染物经过转化或转移,有害物质进入
环境。
(2)防治污染的思路
①消除污染源:如开发使用可降解塑料代替聚乙烯塑料,研制新型制冷
剂代替氟利昂,使用太阳能电池、燃料电池等代替普通电池等。
②禁止向环境中排放污染物:如污水经处理后排放,废气经净化后排放,
汽车加装“尾气催化转化器”等。
③污染物进入环境,产生危害后再治理:如用化学方法处理酸性污水、含
重金属离子的污水等。
2.绿色化学
(1)核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
(2)目标:寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源,且在各个环节
都能实现洁净、无污染的反应途径和工艺。
(3)特点:杜绝污染物的产生,从源头上消除污染,反应物的原子全部转
化为期望的最终产品。
了解酸雨的危害时,应从酸
的化学性质角度分析危害产
生的原因。很多建筑及文物
古迹的材料是大理石,大理
石的主要成分是碳酸钙,酸
雨能腐蚀建筑物及文物古
迹,发生反应的化学方程式
是CaCO3+H2SO4
CaSO4+H2O+CO2个(以
硫酸型酸雨为例)。
空气的污染与防治
1.空气污染的来源:汽车尾
气;化石燃料的燃烧产生的
烟尘;施工扬尘;燃放鞭炮:
工厂废气的排放等。
2.防治空气污染的措施:限
制机动车,减少私家车;使用
清洁能源;减少烟花爆竹的
燃放;工厂废气处理达标后
排放;大量植树造林等。
1.绿色化学不是通常所说的
对废水、废气、废渣等污染物
治理的技术,而是从源头上
消除污染,使废物不再产生
的一种新概念。
2.判断某一反应是否符合
“化学反应绿色化”的特点,
先从反应类型上判断是否为
化合反应。
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