新浙教版九年级上册初中科学 第6节 材料的利用与发展 教案(教学设计)

第2章物质转化与材料利用

第6节材料的利用与发展

一、知识与技能

1.初步认识纳米材料的高科技应用；

2.常识性了解“绿色”能源；

3.常识性了解记忆合金在各种领域的应用。

二、过程与方法

了解污染的防治方法。

三、情感与价值观

通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。

初步认识新型材料的高科技应用。

了解材料的发展史。

向学生们展示一些生活中常见物质的图片如：煤、水、食盐、水晶等。

引出本节课的主题。

一、材料的发展历程

提问：你们知道材料的发展史吗？哪位同学可以起来回答一下。

总结材料的发展史：石器→陶器→青铜器→钢铁的使用→合成材料的使用→新型材料的使用。

二、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。包括：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。

1.光电子材料：实现光子变电子、电子变光子、一种频率的光子变为另一种频率的光子，或自发辐射变为受激辐射的技术，称为光电子技术。

2.先进复合材料：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。

3.超级陶瓷材料：纳米陶瓷等。

4.新型金属材料：记忆合金、铝合金、金属玻璃等。

5.新型高分子材料：导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子材料等。

6.纳米材料：纳米材料是指由粒径在1~100纳米之间的粒子组成的材料。将宏观物体细分成纳米粒子后，它将显著的不同。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面都与普通材料有很大的不同。

①一般陶瓷脆性较大，撞击易破碎，而纳米陶瓷有很好的韧性，撞击也不易破裂。

②新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好。

③将纳米铅粉末加入到固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度增加好几倍。

三、材料制造与环境保护

1.“绿色化学”：又称环境友好化学，它的主要特点如下：

（1）充分利用资源和能源，采用无毒、无害的材料；

（2）在无毒、无害的条件下反应，以减少废弃物向环境中的排放；

（3）提高原子的利用率，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、社区安全和人体健康的环境友好产品。

2.工业“三废”及处理。

（1）工业“三废”是指废水、废渣、废气。

（2）处理方法如下：

①“废气”的处理一般安装回收设备，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，二氧化碳、二氧化硫可利用与碱溶液反应

除去。

②“废渣”的处理一般是制水泥或其他建筑材料，变废为宝，如含磷的废渣可转化成磷肥等。

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，制成需要的金属材料等，废水符合排放要求后再排放到河流中或循环利用。

3.探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜。

（1）设计实验方案：课本介绍了一种方案，其它方案还有以下三种：

方案一：Cu＋2H

2SO

4

（浓）CuSO

4

＋SO

2

↑＋2H

2

O。

方案二：2Cu＋O

22CuO；CuO＋H

2

SO

4

CuSO

4

＋H

2

O。

方案三：Cu＋2AgNO

3＝2Ag＋Cu（NO

3

）

2

；Cu（NO

3

）

2

＋2NaOH＝Cu（OH）

2

↓

＋2NaNO

3；Cu（OH）

2

＋H

2

SO

4

＝CuSO

4

＋2H

2

O。

（2）针对原料的利用率、产生的污染、制备成本等方面进行讨论。

方案一：利用率低、会产生污染。

方案二：可以利用。

方案三：成本高、步骤繁琐。

化工生产原则：除了处理“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。

第6节材料的利用与发展

1.材料与人类社会发展

2.新型材料

3.材料制造与环境保护

例1 钛合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、强度高、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据钛合金的主要性能，下列用途不切合实际的是( C )

A.用来制造人造骨

B.用来制造航天飞机

C.用来做保险丝

D.用来制造船舶

例2 碳纳米管是一种由碳原子构成的内径为几个纳米(1纳米=10-9米)的空心管。下列说法错误的是（A）

A.碳纳米管是一种新型的有机化合物

B.碳纳米管材料如果完全燃烧,生成物是二氧化碳

C.碳纳米管材料表面积大,吸附能力强

D.碳纳米管在常温下化学性质稳定

一、当堂反馈

1、下列做法或说法中错误的是( C )

A. 回收废旧电池，既可节约金属资源又可减少环境污染

B. 用灼烧的方法区别棉花和羊毛

C. “低碳生活”倡导大量使用化石燃料，鼓励人们多开汽车出行

D. 使用可降解塑料代替传统塑料，有利于减轻“白色污染”

2、材料是人类文明进步的标志。下列不同时代物品的材料在加工、制取过程中只发生物理变化的是(A)

A．石器 B．青铜器

C．铁器 D．高分子材料

3. 通过化学研究生产出的新材料有许多，下列物质中不属于新材料的是(C) A．医用人造血管

B．隔水透气的高分子薄膜

C．酒精—汽油

D．作破冰斧柄的玻璃纤维塑料

4. 中国科技大学课题组以壳聚糖作三维软模板，研究了一种制备酚醛树脂与二氧化硅复合材料的新方法，成功研制了具有双网络结构的复合气凝胶新型隔热