9.3新型材料的研制-第二课时讲义-2025-2026学年九年级化学沪教版下册

第9章 化学与社会可持续发展 第3节 新型材料的研制（第二课时）讲义 一、知识清单 1. 无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥是常见的三大无机非金属材料。陶瓷耐高温、耐腐蚀、硬度大；玻璃以石英砂、纯碱、石灰石为主要原料；水泥是重要的建筑胶凝材料。 2. 合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶并称为三大合成材料。塑料有聚乙烯、聚氯乙烯等品种；合成纤维包括涤纶、锦纶、腈纶等；合成橡胶具有高弹性和良好的绝缘性。 3. 复合材料：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而成，兼具各组分的优点，如玻璃钢、钢筋混凝土等。 4. 材料发展历程：从天然材料到人工合成材料，再到为特定需求设计材料，化学科学的发展推动了材料技术的每一次重大进步。 二、四维核心素养 化学观念：建立物质性质决定用途的基本观念，认识材料分类与其组成、结构之间的内在联系。 科学思维：通过比较、分类、归纳等方法，梳理各类材料的性能特点与应用场景，形成系统的材料认知。 科学探究：通过实验探究不同纤维的燃烧现象，学会鉴别天然纤维与合成纤维的基本方法。 科学态度与责任：认识材料发展对社会进步的重要贡献，关注白色污染等环境问题，树立可持续发展意识。 三、教学重难点 重点：常见无机非金属材料、合成材料和复合材料的性能特点与主要用途。难点：天然纤维与合成纤维的鉴别方法，以及复合材料的组成特点和性能优势。 四、课堂练习 知识点一　无机非金属材料 【知识梳理】无机非金属材料是除金属材料和有机高分子材料以外的一大类材料。常见的无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等。陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧制而成，具有耐高温、耐腐蚀、硬度大、绝缘性好等特点，广泛应用于建筑、日用器皿、电子器件等领域。玻璃是日常生活中常见的材料，主要原料包括石英砂、纯碱和石灰石，经高温熔融后成型，具有透明、硬而脆等特点，可用于制造门窗、器皿、光学仪器等。水泥是一种重要的建筑材料，与水混合后能逐渐硬化，可用于配制混凝土和砂浆，是现代建筑工程中不可或缺的基础材料。此外，新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、光导纤维等也在高新技术领域发挥着重要作用。 1. 下列材料中，属于无机非金属材料的是（　　） 　A. 铝合金　　B. 聚乙烯塑料　　C. 陶瓷　　D. 钢筋混凝土 2. 下列关于陶瓷的说法中，错误的是（　　） 　A. 陶瓷耐高温　　B. 陶瓷耐腐蚀　　C. 陶瓷硬度大　　D. 陶瓷导电性好 3. 制造普通玻璃的主要原料是（　　） 　A. 石英砂、纯碱、石灰石　　B. 黏土、石灰石、石膏 　C. 石英砂、黏土、纯碱　　D. 石灰石、纯碱、石膏 4. 下列用途中，主要利用水泥特性的是（　　） 　A. 制造玻璃门窗　　B. 配制建筑用混凝土　　C. 烧制日用器皿　　D. 制作光学镜片 5. 光导纤维在现代通信中发挥着重要作用，其所属的材料类别是（　　） 　A. 金属材料　　B. 无机非金属材料　　C. 合成材料　　D. 复合材料 6. 请简要回答陶瓷材料有哪些主要特性，并列举两个陶瓷在生活或生产中的应用实例。 知识点二　合成材料 【知识梳理】合成材料又称有机合成材料，是用化学方法人工合成的有机高分子材料。塑料、合成纤维、合成橡胶是三大合成材料。塑料具有密度小、耐腐蚀、易加工等优点，常见的塑料有聚乙烯和聚氯乙烯。聚乙烯无毒，可用于食品包装；聚氯乙烯在使用时会释放有害物质，不宜用于食品包装。鉴别聚乙烯和聚氯乙烯可采用燃烧法：聚氯乙烯燃烧时有刺激性气味，且能软化拉丝。合成纤维是用化学方法合成的纤维，常见的有涤纶、锦纶、腈纶等。合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优点，但吸水性和透气性不如天然纤维。天然纤维包括棉花、羊毛、蚕丝等，鉴别天然纤维和合成纤维常用燃烧法：棉花燃烧时有烧纸的气味，灰烬细软；羊毛燃烧时有烧焦羽毛的气味；合成纤维燃烧时会卷曲、熔化成硬球，且有特殊气味。合成橡胶是人工合成的橡胶材料，具有高弹性、绝缘性、气密性等优点，广泛应用于轮胎、密封制品等领域。 7. 下列材料中，不属于三大合成材料的是（　　） 　A. 塑料　　B. 合成纤维　　C. 天然橡胶　　D. 合成橡胶 8. 下列塑料中，可用于包装食品的是（　　） 　A. 聚氯乙烯　　B. 聚乙烯　　C. 聚苯乙烯　　D. 酚醛塑料 9. 区别聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料的常用方法是（　　） 　A. 观察颜色　　B. 触摸手感　　C. 燃烧闻气味　　D. 放入水中 10. 下列纤维中，属于天然纤维的是（　　） 　A. 涤纶　　B. 锦纶　　C. 棉花　　D. 腈纶 11. 羊毛燃烧时产生的气味类似于（　　） 　A. 烧纸味　　B. 烧焦羽毛味　　C. 刺激性酸味　　D. 芳香味 12. 下列关于合成纤维的说法中，正确的是（　　） 　A. 合成纤维的吸水性优于天然纤维　　B. 合成纤维的透气性优于天然纤维 　C. 合成纤维耐磨、耐化学腐蚀　　D. 合成纤维不能用于制作服装 13. 我们穿的衣服通常由纤维织成。某同学取一小块衣料进行燃烧实验，发现衣料燃烧时卷曲熔化成硬球状，并有特殊气味。据此判断该衣料的主要成分可能是（　　） 　A. 棉花　　B. 羊毛　　C. 蚕丝　　D. 涤纶 14. 合成橡胶广泛应用于轮胎制造，主要利用了它的哪项特性（　　） 　A. 高弹性　　B. 易熔化　　C. 易分解　　D. 导电 15. 塑料制品的大量使用带来了“白色污染”问题。下列解决“白色污染”的措施中，不合理的是（　　） 　A. 减少使用不必要的塑料制品　　B. 重复使用某些塑料制品 　C. 使用可降解的新型塑料　　D. 将废弃塑料集中焚烧 16. 请简要回答：与天然纤维相比，合成纤维有哪些优点和不足之处？ 17. 生活中如何简单区分纯棉衣物和合成纤维衣物？请写出你的方法。 知识点三　复合材料 【知识梳理】复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法复合在一起而形成的新材料。复合材料既保留了原有材料的优点，又克服了原有材料的某些缺点，具有单一材料无法比拟的优越性能。常见的复合材料有玻璃钢、钢筋混凝土、碳纤维复合材料等。玻璃钢是由玻璃纤维和有机树脂复合而成的材料，它既有玻璃般的透明或半透明性，又有钢铁般的强度，因此被称为“玻璃钢”。玻璃钢质轻、坚硬、不生锈、耐腐蚀，广泛应用于建筑、造船、汽车、体育器材等领域。钢筋混凝土是由钢筋和混凝土复合而成的材料，混凝土抗压能力强但抗拉能力弱，而钢筋抗拉能力强，两者结合后既耐压又抗拉，是现代建筑中最常用的复合材料之一。碳纤维复合材料具有密度小、强度高、弹性好等优点，广泛应用于航空航天、体育器材、医疗器械等高新技术领域。复合材料的发展体现了人类根据需求设计材料的能力，是材料科学发展的重要方向。 18. 下列材料中，属于复合材料的是（　　） 　A. 陶瓷　　B. 聚乙烯塑料　　C. 玻璃钢　　D. 铝合金 19. 玻璃钢是一种常用的复合材料，它的组成是（　　） 　A. 玻璃和钢　　B. 玻璃纤维和有机树脂　　C. 钢铁和玻璃　　D. 玻璃和混凝土 20. 钢筋混凝土作为复合材料，其中钢筋主要起的作用是（　　） 　A. 增强抗压能力　　B. 增强抗拉能力　　C. 减轻重量　　D. 装饰美观 21. 下列关于复合材料的说法中，错误的是（　　） 　A. 复合材料由两种或两种以上不同性质的材料复合而成 　B. 复合材料兼具各组分材料的优点 　C. 复合材料的性能一定不如单一材料 　D. 复合材料是材料科学发展的重要方向 22. 碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天领域，主要是因为它具有（　　） 　A. 密度小、强度高　　B. 密度大、强度低　　C. 密度小、强度低　　D. 密度大、强度高 23. 下列物品中，主要由玻璃钢制成的是（　　） 　A. 陶瓷碗　　B. 塑料盆　　C. 船体外壳　　D. 铝合金门窗 24. 请简要回答：复合材料与组成它的单一材料相比，有哪些优势？ 25. 请列举两种生活或生产中常见的复合材料，并分别说明它们是由哪些材料复合而成的。 五、参考答案 知识点一　无机非金属材料 1. C。解析：陶瓷属于无机非金属材料；铝合金属于金属材料；聚乙烯塑料属于合成材料；钢筋混凝土属于复合材料。 2. D。解析：陶瓷一般不导电，是良好的绝缘材料。 3. A。解析：制造普通玻璃的主要原料是石英砂、纯碱和石灰石。 4. B。解析：水泥与水混合后硬化，可用于配制混凝土和砂浆。 5. B。解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于无机非金属材料。 6. 陶瓷的主要特性有：耐高温、耐腐蚀、硬度大、绝缘性好。应用实例：烧制日用陶瓷器皿用于盛放食物；制作绝缘陶瓷器件用于电器中固定和绝缘导线。 知识点二　合成材料 7. C。解析：天然橡胶属于天然有机高分子材料，不属于合成材料。三大合成材料是塑料、合成纤维和合成橡胶。 8. B。解析：聚乙烯无毒，可用于食品包装；聚氯乙烯在使用过程中可能释放有害物质，不宜用于食品包装。 9. C。解析：聚氯乙烯燃烧时有刺激性气味，聚乙烯燃烧时无刺激性气味，因此常用燃烧闻气味的方法鉴别。 10. C。解析：棉花属于天然纤维；涤纶、锦纶、腈纶都属于合成纤维。 11. B。解析：羊毛的主要成分是蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味。 12. C。解析：合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优点，但吸水性和透气性不如天然纤维。 13. D。解析：涤纶属于合成纤维，燃烧时会卷曲熔化成硬球状，并有特殊气味；棉花燃烧有烧纸味，羊毛和蚕丝燃烧有烧焦羽毛味。 14. A。解析：合成橡胶具有高弹性，适合用于制造轮胎。 15. D。解析：集中焚烧废弃塑料会产生有害气体，造成空气污染，不是合理的解决措施。 16. 合成纤维的优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀。不足之处：吸水性和透气性较差，穿起来不如天然纤维舒适。 17. 可取一小块衣料进行燃烧实验。纯棉衣料（棉花）燃烧时有烧纸的气味，燃烧后灰烬细软，呈灰白色；合成纤维衣料燃烧时会卷曲熔化，形成硬球状颗粒，并有特殊气味。通过观察燃烧现象和灰烬形态即可区分。 知识点三　复合材料 18. C。解析：玻璃钢属于复合材料；陶瓷属于无机非金属材料；聚乙烯塑料属于合成材料；铝合金属于金属材料。 19. B。解析：玻璃钢是由玻璃纤维和有机树脂复合而成的材料。 20. B。解析：混凝土抗压能力强但抗拉能力弱，钢筋抗拉能力强，钢筋在混凝土中主要起增强抗拉能力的作用。 21. C。解析：复合材料兼具各组分材料的优点，性能通常优于单一材料。 22. A。解析：碳纤维复合材料密度小、强度高，适合航空航天领域减轻飞行器重量同时保证结构强度。 23. C。解析：玻璃钢质轻、坚硬、耐腐蚀，常用于制造船体外壳；陶瓷碗是陶瓷材料，塑料盆是塑料，铝合金门窗是金属材料。 24. 复合材料通过将两种或两种以上不同性质的材料复合在一起，既保留了各组分材料的优点，又克服了单一材料的某些缺点，因此性能更加优越，能够满足更复杂的使用需求。 25. 示例一：钢筋混凝土，由钢筋和混凝土复合而成，兼具混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力。示例二：玻璃钢，由玻璃纤维和有机树脂复合而成，质轻、坚硬、耐腐蚀。 学科网（北京）股份有限公司 $