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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
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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
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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＋2HSO（浓）CuSO＋SO↑＋2HO。
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方案二：2Cu＋O2CuO；CuO＋HSOCuSO＋HO。
22442
方案三：Cu＋2AgNO＝2Ag＋Cu（NO）；Cu（NO）＋2NaOH＝Cu（OH）↓
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