选修2第三讲化学与材料的制造和应用剖析.doc

第三讲　化学与材料的制造和应用 [2017高考导航] 考纲要求 真题统计 命题趋势 1.了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。 2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点及有关的生产原理。 3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。 4．了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。了解新材料的发展方向。 5．了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。 2015，卷Ⅰ 36T； 2014，卷Ⅰ 36T； 2013，卷Ⅱ 36T 　　对本部分的考查主要有：(1)以无机非金属材料为背景考查新型无机非金属材料的制备、性质与用途。(2)高分子材料特别是新型高分子材料的制备和回收利用的相关考查。预计2017年高考将会以新材料的制备为背景考查与之相关的化学基础知识为主。复习时有意识地强化应用基本化学知识解释、解决有关技术问题的能力。另外本部分内容与实际工业生产生活密切联系，所以还要关注社会新闻、了解科技动态。 考点一　金属材料[学生用书P285] 一、几种金属的冶炼 1．钢铁的冶炼 炼铁 炼钢 原料 铁矿石、焦炭、空气、石灰石 生铁、氧化剂(空气、纯氧、氧化铁等)、生石灰、脱氧剂 化学原理 在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来 在高温下用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去 有关反应 (1)还原剂的生成：C＋OCO2，CO2＋C (2)铁的还原：Fe＋3CO＋3CO (3)炉渣的生成：CaCOCaO＋CO＋CaO (1)氧化剂的生成：＋O2FeO (2)降碳除杂调硅、锰；如C＋FeO＋Fe (3)造渣：生成的硅、锰氧化物及铁水中的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出(4)脱氧并调整成分＋Si＋SiO 主要设备 高炉 转炉 2.铝的冶炼 (1)原料：铝土矿(主要成分为Al2O3)。 (2)提纯Al2O3 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O， NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3， 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)电解：加入冰晶石及少量的氟化钙降低Al2O3的熔点。 化学方程式：2Al2O34Al＋3O2↑。 二、金属的腐蚀及防止 1．金属的腐蚀 (1)化学腐蚀 金属材料与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀，受温度的影响较大。 (2)电化学腐蚀 不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。 2．金属腐蚀的防止及利用 (1)金属腐蚀的防止方法 (2)金属腐蚀的利用 金属的化学蚀刻、印刷电路的铜布钱腐蚀、半导体器件与集成电路制造中的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。 1．下列说法正确的是(　　) A．所有不锈钢都只含有金属元素 B．我国流通的硬币材质是金属单质 C．明代沉船上存在大量铝制餐具 D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁 解析：选D。合金的性能优于它的组分。 2．以下金属的冶炼(“―→”前为原料，“―→”后为所得的金属)，其中最适宜用热还原法冶炼的是(　　) ①MgCl2―→Mg　②MnO2―→Mn　③ZnO―→Zn ④HgO―→Hg　⑤磁铁矿―→Fe　⑥KCl―→K A．①②④　　　　　　　　 B．③④ C．②③⑤⑥ D．②③⑤ 解析：选D。①⑥用电解法，④用热分解法。 名师点拨?1?炼铁高炉产生的废气、废渣会严重污染环境，应结合它们的成分进行综合利用和余热的利用。?2?炼钢的目的是降低生铁中碳的含量，除去P、S等有害元素，调整Si、Mn、Cr等合金元素的含量。所以在炼钢时常根据需要加入适量的Si、Mn、Cr、Ni等元素，既起到脱氧作用，又能调整合金成分的含量。 　由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下： (1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______________________、______________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是__________； (2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是________________________________、______________________________； (3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程