第2章物质转化与材料利用第6节材料的利用与发展

学习目标1.了解材料的发展与人类文明的关系。2.了解新型材料的性能和使用。3.了解在制造材料过程中产生的污染以及如何防治。

知识点1材料与人类社会发展1.人类对材料的认识和利用，经历了一个漫长的探索、发展的历史过程。旧石器时代原始人利用石头制石斧、石刀、箭头、刮器等；用兽骨、鱼骨制骨针新石器时代随着火的使用，人们开始创造和使用陶器青铜器时代夏商朝时期制造出青铜器和锐利无比的青铜武器铁器时代春秋战国时期，开始冶铁和炼钢。如制造了耕犁合成材料时代许多合成材料诞生，使人们的生活变得方便和丰富多彩信息时代人们有目的地改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现

2.人类对材料的取得和使用是由社会生产力和科技发展水平决定的。一个国家材料的品种、质量和产量是直接衡量这个国家经济发展水平的重要标志。同时，材料对发展经济，提高人类文明的程度，又有很好的促进作用。

典例1农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的()CA.青铜器 B.火的使用 C.铁器 D.纳米材料[解析]根据铁器的使用与研制可知，农业生产得到飞速发展是人类掌握了铁器的使用及生产技术。

知识点2新型材料1.新型材料新型材料是指那些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。

2.新型材料的主要种类光电子信息材料指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用到的材料，它对于满足计算机、通信、航天工业等领域的应用至关重要先进复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料复合成一体而形成的新型材料。包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等。复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能超级陶瓷材料按原料组成可分为氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等新型金属材料包括记忆合金、铝合金、金属玻璃等

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、高吸水性的高分子材料超导材料具有超导特性的材料纳米材料续表

典例2现代科技的发展，促使新型材料研究日益向微观层次深入，产生了纳米材料。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。下列关于纳米材料的叙述，错误的是()A?[解析]纳米材料是指基本颗粒直径在1～100nm范围内的材料。

知识点3材料制造与环境保护1.“绿色”新工艺为了减少或消除材料制造过程中的污染，人们探寻到无污染或者低污染的新工艺，被称为“绿色”新工艺，又叫绿色化学。

2.实际生产和实验中选择某物质的制备方法时需考虑的因素科学性制备过程中的化学反应是否符合化学反应的规律安全性在具体操作过程中是否存在一些安全隐患环保性在生产过程中是否会对环境造成污染等经济性所需的原料是否容易获取，成本是否低廉，是否具有良好的经济效益简便性设计的方案要考虑实际设备情况，操作过程应尽可能简便易行，如反应所需的条件是否容易实现和设备是否简单等

3.教材第67页探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜方法及基本步骤原理方法的优劣铜与浓硫酸在加热条件下反应将铜加热转化为氧化铜，然后利用氧化铜与硫酸反应制取硫酸铜原料利用率高，无污染

方法及基本步骤原理方法的优劣将铜与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溶液反应，最后利用生成的氢氧化铜与硫酸反应制取硫酸铜所选用的原料氯气有毒，安全性不高，且操作步骤多，生产成本高

4.工业“三废”及综合处理（1）工业“三废”是指废水、废渣和废气。（2）工业“三废”综合处理方法废水处理建立污水处理厂，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废渣处理一般是制水泥或红砖等其他原料，变废为宝，如含磷的废渣可转化为磷肥等废气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说明在化学工业中，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。

?方案三方案一有二氧化氮生成，会污染空气（合理即可）方案二铜的金属活动性比铁弱，不能与硝酸亚铁反应

例题点拨选择方案时可以从以下几个方面分析比较：理论上是否可行、是否经济（廉价）、是否环保、是否安全、是否简便易行等。被选择的方案应没有这些缺点，或者是缺点最少的，而且理论上必须是可行的。

题型1金属的利用与社会发展★★★典例4从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，然后是铁器时代，而铝的利用是近百年的事。在①金属活动性顺序、②地壳中金属元素的含量、