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浙教版（2024）九年级上册第6节 材料的利用与发展教学ppt课件
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这是一份浙教版（2024）九年级上册第6节 材料的利用与发展教学ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了学习目录，学习目标，新课导入，PART01，材料与人类社会发展，PART02，新型材料，PART03，材料制造与环境保护，“绿色化学”等内容，欢迎下载使用。
材料制作与环境保护
6分钟带你了解300万年材料发展史
【石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料】
在掌握湿法炼铜技术之后，又制造出了种类繁多的青铜器和锐利无比的青铜武器。
随着科学技术的发展，人们有目的地改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料（如图）、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。人类社会进入了信息时代。
我国化合物半导体材料进入生产阶段
光导纤维——信息高速公路的基础材料
标志着生产力的不断发展
具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大
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
以超级塑料制成的头盔防弹、抗压、撞不破
超级陶瓷质地坚韧，制成的刀具削铁如泥
超级玻璃能根据光照的强度改变颜色
现代科技发展，促使新型材料研究日益向微观层次深入，产生了纳米材料。
（1）概念：纳米材料是指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
（2）性能：纳米材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。
纳米陶瓷具有很好的韧性
新型纳米油墨的色调更浓
纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭前进速度加快
树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等都属于先进复合材料。记忆合金、铝合金、金属玻璃属于新型金属材料。导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子属于新型高分子材料。
你还知道哪些新型材料？请上网查阅并与同学交流
纳米（nm）是一个长度概念，1纳米是1米的十亿分之一（10 -9米），20纳米约为一根头发丝的三千分之一。金属纳米材料具有很多金属材料通常没有的优异性能。例如，金属在常温下有很好的韧性与延展性，但在低温时则很脆，而纳米铜（Cu）和纳米铬（Cr）的交替多层结构在零下269℃仍有较高的延展性。纳米金属的熔点大幅度降低，如块状金熔点高达1064℃，而线度为2纳米的金粉327℃就融化了，可为较低温度下形成合金提供新工艺。因为金属纳米微粒对环境中的光、热、湿度和温度极为敏感，因此可将金属纳米材料（如铂、钯等）用于传感器的制造。在火箭燃料中添加1%的超细铝（Al）粉或镍（Ni）粉，燃烧效率可成倍提高。
三、材料制造与环境保护
怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
（1） 铜能与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铜、 二氧化硫和水。
(2)将铜加热转化为氧化铜，然后利用氧化铜和稀硫酸在加热条件下反应制取硫酸铜
(3)将铜和氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氯化铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和稀硫酸反应制取硫酸铜
利用率低、会产生污染。
原料利用率高，无污染。
成本高、氯气有毒、步骤繁锁。
(2)2Cu+O2=2CuO，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(3)Cu+Cl2=CuCl2，CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl，Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
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。
“废气”的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。
“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。
“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。
炼钢与“三废”的回收利用
炼钢过程中会产生大量的棕色烟气，其主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等，因此工厂安装了回收设备，将这些“放在错误地点的原料”进行回收利用。
例如，从烟气中回收的氧化铁尘粒可以用来炼钢；得到的一氧化碳可以做化工原料或燃料；烟气带出的热量可以用于制造水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣可以用来做矿渣水泥，含磷量较多的炉渣则可加工成磷肥等。
科学·技术·社会·环境
1.从金属材料的发展历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用则是近百年的事,这个先后顺序与下列因素有关的是( )①金属的活动性 ②地壳中金属元素的含量③金属的延展性 ④金属的导电性 ⑤金属冶炼的难易程度A. ①④ B. ①⑤ C. ②③ D. ④⑤
2.通过科学研究生产出很多材料,下列物质中不属于新材料的是( )A.医用人造血管 B.破冰斧柄的玻璃纤维塑料C.酒精、汽油 D.隔水透气的高分子薄膜
知识点睛：使用越早的金属化学性质越稳定，金属冶炼越容易。
知识点睛：酒精、汽油不属于新材料，属于能源。
3.某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的 A、B、C 三步反应的化学方程式。A. _________________________________。B. _________________________________。C. _________________________________。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
2.6 材料的利用和发展
材料制作与环境保护
6分钟带你了解300万年材料发展史
【石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料】
在掌握湿法炼铜技术之后，又制造出了种类繁多的青铜器和锐利无比的青铜武器。
随着科学技术的发展，人们有目的地改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料（如图）、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。人类社会进入了信息时代。
我国化合物半导体材料进入生产阶段
光导纤维——信息高速公路的基础材料
标志着生产力的不断发展
具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大
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
以超级塑料制成的头盔防弹、抗压、撞不破
超级陶瓷质地坚韧，制成的刀具削铁如泥
超级玻璃能根据光照的强度改变颜色
现代科技发展，促使新型材料研究日益向微观层次深入，产生了纳米材料。
（1）概念：纳米材料是指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
（2）性能：纳米材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。
纳米陶瓷具有很好的韧性
新型纳米油墨的色调更浓
纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭前进速度加快
树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等都属于先进复合材料。记忆合金、铝合金、金属玻璃属于新型金属材料。导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子属于新型高分子材料。
你还知道哪些新型材料？请上网查阅并与同学交流
纳米（nm）是一个长度概念，1纳米是1米的十亿分之一（10 -9米），20纳米约为一根头发丝的三千分之一。金属纳米材料具有很多金属材料通常没有的优异性能。例如，金属在常温下有很好的韧性与延展性，但在低温时则很脆，而纳米铜（Cu）和纳米铬（Cr）的交替多层结构在零下269℃仍有较高的延展性。纳米金属的熔点大幅度降低，如块状金熔点高达1064℃，而线度为2纳米的金粉327℃就融化了，可为较低温度下形成合金提供新工艺。因为金属纳米微粒对环境中的光、热、湿度和温度极为敏感，因此可将金属纳米材料（如铂、钯等）用于传感器的制造。在火箭燃料中添加1%的超细铝（Al）粉或镍（Ni）粉，燃烧效率可成倍提高。
三、材料制造与环境保护
怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
（1） 铜能与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铜、 二氧化硫和水。
(2)将铜加热转化为氧化铜，然后利用氧化铜和稀硫酸在加热条件下反应制取硫酸铜
(3)将铜和氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氯化铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和稀硫酸反应制取硫酸铜
利用率低、会产生污染。
原料利用率高，无污染。
成本高、氯气有毒、步骤繁锁。
(2)2Cu+O2=2CuO，CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(3)Cu+Cl2=CuCl2，CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl，Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
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。
“废气”的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。
“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。
“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。
炼钢与“三废”的回收利用
炼钢过程中会产生大量的棕色烟气，其主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等，因此工厂安装了回收设备，将这些“放在错误地点的原料”进行回收利用。
例如，从烟气中回收的氧化铁尘粒可以用来炼钢；得到的一氧化碳可以做化工原料或燃料；烟气带出的热量可以用于制造水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣可以用来做矿渣水泥，含磷量较多的炉渣则可加工成磷肥等。
科学·技术·社会·环境
1.从金属材料的发展历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用则是近百年的事,这个先后顺序与下列因素有关的是( )①金属的活动性 ②地壳中金属元素的含量③金属的延展性 ④金属的导电性 ⑤金属冶炼的难易程度A. ①④ B. ①⑤ C. ②③ D. ④⑤
2.通过科学研究生产出很多材料,下列物质中不属于新材料的是( )A.医用人造血管 B.破冰斧柄的玻璃纤维塑料C.酒精、汽油 D.隔水透气的高分子薄膜
知识点睛：使用越早的金属化学性质越稳定，金属冶炼越容易。
知识点睛：酒精、汽油不属于新材料，属于能源。
3.某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的 A、B、C 三步反应的化学方程式。A. _________________________________。B. _________________________________。C. _________________________________。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
2.6 材料的利用和发展
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