材料的利用与发展
第6节 材料的利用与发展
以铜为主要原料制备硫酸铜 工艺可行性探究
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1、提出问题 以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的 可行性如何？
促使农业发展。大量合成材料的诞生，更使人们
的生活越来越精彩。
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二、新型材料 1、什么是新型材料
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。
光纤材料
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2、新型材料类型 光电子信息材料
2、设计制备方法
方案一：铜与浓硫酸在加热条件下生成 硫酸铜、水、二氧化碳。
原理：Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
方案二：铜加热生成氧化铜加稀硫酸生成 硫酸铜和水。
原理： 2Cu + O2 == 2CuO
CuO + H SO == CuSO + H O Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究
铁 器 农 具 青铜兵器
你知道这些材料出现的早晚顺序吗？
青铜器
陶器
石器
铁器
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橡胶
1、材料的发展历程： 标志着生产力的不断发展
原始社会 火的发明
石器
陶器
商朝
青铜器
春秋晚期
钢铁的使用
新型材料的使用
21世纪
第6节 材料的利用与发展
日期周次课时 / 课题 2.6材料的利用与发展教材解读目标【知识与能力】了解材料的发展与人类文明的关系；了解部分新型材料的性能和使用；通过“用铜制备硫酸铜”的探究，了解材料制造产生的污染及防治。
【过程与方法】能从不同角度思考方案的可行性；能通过查阅资料解决科学学习中的问题。
【情感态度与价值观】通过对师昌绪的了解深化为国争光的思想和荣誉感；进一步树立绿色工艺、绿色化学的思想。
重点了解新型材料的应用难点材料制造产生的污染与防治学情本课题是浙教版科学九年级上册第二章化学部分物质转化与材料利用的第6节，本节内容是材料的利用与发展，教材的目的旨在使学生初步认识纳米材料的高科技应用，常识性了解“绿色”能源，常识性了解记忆合金在各种领域的应用，通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习化学的热情，调动学习的积极主动性。
教学准备投影仪、PPT环节师生活动占用时间教学过程设计一、引入：1、视频引入2、师：新型材料的出现，大大推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
二、讲述：1、材料发展历史人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
石斧石箭头青铜兵器铁器农具思考：你知道这些材料出现的早晚顺序吗？1.材料的发展历程：标志着生产力的不断发展在掌握湿法炼铜技术之后，制造出了种类繁多的青铜器。
随着炼铁技术的掌握，人们制造了犁，促使农业发展。
大量合成材料的诞生，更使人们的生活越来越精彩。
2、新型材料1.什么是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。
2.新型材料类型3.新型材料优异特性4.纳米材料纳米材料是指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
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。
3、材料制造与环境保护人们在制造材料的过程中会产生许多污染。
为了减少污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺。
某厂想利用存积的废料——铜屑来制备硫酸铜，作为农药波尔多液的主要原料，以满足市场需求。
新型材料的应用与发展
新型材料的应用与发展第一章新型材料的定义与分类随着科学技术的不断发展，材料科学也在不断的创新与进步。
新型材料可以理解为相对于传统材料而言，具有更加先进的性能、更高的性价比和更广泛的应用领域的一种材料。
新型材料根据不同的分类标准可以分成以下几类：1.1 功能性材料功能性材料是一类具有特殊性能和功能的材料。
如半导体材料、铁电材料、光电材料、超导材料、记忆合金等。
1.2 纳米材料纳米材料是一种在纳米尺度下制备的材料。
它们具有不同于传统材料的特殊物理与化学性质，如表面积大、比表面积高、表面活性强等。
1.3 环保材料环保材料是以节能、环保为导向而开发的材料。
如低碳材料、材料循环利用等。
1.4 智能材料智能材料是具有自主感知、自主修复、自主调控等智能特性的材料。
如透明智能玻璃、自愈性材料等。
第二章新型材料的应用领域新型材料由于其先进的性能，能够在众多领域中得到应用。
2.1 能源领域新型材料在能源领域中的应用主要表现在：太阳能电池、储能材料、催化剂、节能材料等。
2.2 信息技术领域信息技术领域对于功能性材料的需求量很大，新型材料在信息技术领域中的应用主要表现在：光电传感器、信息存储材料、显示材料、半导体材料等。
2.3 生物医学领域新型材料可以被用来制造生物医学器械和医用药物。
如基因芯片、细胞培养材料、医用高分子材料等。
2.4 工业领域新型材料在工业领域中的应用十分广泛。
如工程塑料、增强材料、复合材料等。
第三章新型材料的发展趋势3.1 复合材料的发展新型复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优点。
复合材料的发展可以改善整个材料性能和应用特点，使其更加符合工业产品的需求和应用预期。
3.2 环保材料的应用环保材料是新一代材料发展的必然趋势。
随着人们对环境保护的重视，环保材料的需求和应用领域正在逐步扩大。
未来在材料科学领域，环保材料将成为主流发展方向。
3.3 新型纳米材料的研究纳米材料具有小体积、大表面积和特殊性质等特点，被广泛应用于能源、信息技术、生物医学、环保等领域。
路面材料的循环利用与可持续发展策略解析
路面材料的循环利用与可持续发展策略解析引言：随着全球城市化的快速发展，建筑工程行业对道路基建的需求越来越大。
然而，路面材料的开采和生产对自然资源造成了很大的压力，并对环境造成了严重的影响。
为了实现可持续发展目标，路面材料的循环利用成为了一个关键的策略。
本文将重点探讨路面材料的循环利用的重要性、现状以及可持续发展策略。
一、路面材料的循环利用的重要性1.减少对自然资源的依赖：传统的路面材料主要来自对自然资源的开采，如石油、矿石等，而这些资源是有限的。
通过循环利用路面材料，可以最大程度地延长资源的使用寿命，减少对自然资源的需求。
2.降低碳排放：路面材料的生产和运输会产生大量的碳排放，对气候变化造成不可忽视的影响。
通过循环利用路面材料，可以降低碳排放，减少对气候变化的负面影响。
3.减少废弃物的产生：传统的路面材料在使用寿命结束后往往被废弃，占据大量的储存空间，并对环境造成污染。
通过循环利用，可以将废弃的路面材料重新加工利用，减少废弃物的产生和处理压力。
二、现有的路面材料循环利用技术和方法1.热再生法：通过将废弃的路面材料进行加热和重新混合，可以再生出新的路面材料。
这种方法可以最大程度地保留原有路面材料的性能和质量，同时降低生产过程中对新材料的需求。
2.冷再生法：通过将废弃的路面材料进行冷再生，可以将其分解为细小颗粒，并加入添加剂进行混合，再次形成可以用于道路建设的材料。
这种方法在节约能源和减少碳排放方面具有明显的优势。
3.添加再生料：在原有的路面材料生产过程中添加一定比例的再生料，可以有效地减少对新材料的需求。
这种方法相对简单实用，适用于需要较高质量的道路建设。
三、可持续发展策略1.政策支持：政府需要制定相关的政策和法规，鼓励和支持路面材料的循环利用，包括建立再生材料标准和质量评估体系、提供财政支持和激励措施等。
2.技术创新：建筑工程行业需要加大对路面材料循环利用技术的研发和创新投入，提高再生材料的性能和质量，以更好地满足实际需求。
绿色建筑材料的应用与发展
绿色建筑材料的应用与发展绿色建筑作为一种可持续发展的建筑理念，正逐渐引起人们的重视和关注。
而在绿色建筑中，绿色建筑材料的应用起着至关重要的作用。
本文将探讨绿色建筑材料的应用与发展，并分析其对环境和人类健康的益处。
一、绿色建筑材料的定义绿色建筑材料是指对环境友好并能够提供人类健康宜居环境的建筑材料。
这些材料通常具有低碳排放、耐用、节能、可再生和可回收利用等特点。
它们在原材料采集、生产过程以及使用阶段都能减少对环境的污染和负面影响。
二、绿色建筑材料的应用1. 治理建筑垃圾与资源回收利用绿色建筑材料可以有效地减少建筑垃圾的产生，并将废弃材料进行资源回收利用。
例如，废弃的混凝土可以碾碎再利用作为新的建筑材料，废旧钢材可以进行回收再利用，降低对原材料的需求。
2. 利用可再生材料绿色建筑材料中常使用可再生材料，如竹材、木材等。
这些材料生长周期短，再生能力强，不会对生态环境造成负面影响。
同时，可再生材料还具有良好的保温、隔热性能，有利于建筑能耗的降低。
3. 采用节能材料绿色建筑材料中的节能材料是指在建筑能耗降低方面具有良好性能的材料。
例如，优质保温材料能减少能量传输，提高建筑物的保温性能；高效节能玻璃能阻挡紫外线，降低室内温度；太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，减少对传统能源的依赖。
4. 使用低碳材料绿色建筑材料中的低碳材料是指在生产过程中所产生的二氧化碳排放量较低的材料。
例如，利用天然材料制成的粘土砖、石灰石等，其生产过程中碳排放量较低，符合低碳环保的原则。
三、绿色建筑材料的发展前景1. 合理利用资源传统建筑材料的大量消耗不仅对自然资源造成了严重的浪费，还导致环境污染。
而绿色建筑材料的应用可以实现资源的合理利用，减少对自然资源的依赖。
2. 降低能耗与减少碳排放随着社会的发展，能源短缺和环境污染问题日益突出。
绿色建筑材料的广泛应用可以有效降低建筑物的能耗，减少碳排放，符合低碳经济的发展方向。
3. 提升室内环境品质绿色建筑材料具备良好的保温、隔热性能，可以改善室内环境质量。
古代建筑的材料循环利用与可持续发展
古代建筑的材料循环利用与可持续发展在古代，由于资源相对有限，建筑材料的获取和利用更加注重循环利用和可持续发展的原则。
本文将探讨古代建筑的材料循环利用方式以及这些方式对可持续发展的影响。
一、石材的循环利用在古代建筑中，石材是最常见的建筑材料之一。
古代人们通过精心挑选和雕刻石头，使其能够多次利用。
例如，在旧建筑的拆除过程中，石材会被保存下来，并在新建筑的修建中被重新使用。
这样一来，不仅能够充分利用资源，而且还能够减少环境对新石材的需求。
二、木材的再利用古代建筑中使用大量的木材，如梁柱、门窗等。
在古代，人们充分利用木材的天然特性，使其持久耐用。
一旦需要更换木材，古代人们通常会选择将旧木材进行修复，或者将其用于其他用途，如家具制作、造船等。
通过这种方式，木材的寿命得到延长，资源利用得到了最大化。
三、土地与陶瓷的重复利用在古代建筑中，土地和陶瓷也被广泛利用，并进行循环利用。
当一座房屋不再适用或需要拆除时，古代人们会将这些土地重新用于耕种或者修建新的建筑。
同时，陶瓷器具在修建过程中也起到了重要的作用。
一些陶瓷破片可以用来修补建筑，甚至用来制作瓷砖。
这些举措有助于减少资源浪费，促进可持续发展。
四、水的循环利用在古代建筑中，人们非常注重水资源的循环利用。
例如，在古代宫殿和庭院中，常常会有精心设计的排水系统。
这些系统能够有效地收集和利用雨水，使其用于灌溉和供水。
而不仅仅把水一次性地排放掉。
通过这种方式，人们不仅节约了水资源，还减少了排水对环境的负面影响。
综上所述，古代建筑的材料循环利用对可持续发展起到了重要的促进作用。
通过石材的精心保存和再利用，木材的修复与多次利用，土地与陶瓷的重复利用，以及水资源的循环利用，古代人们不仅最大限度地利用了资源，还减少了浪费，促进了环境的可持续性发展。
古代建筑所倡导的循环利用和可持续发展的原则值得我们借鉴和应用到现代建筑中。
通过改变我们的建筑材料利用方式，我们可以为实现可持续发展贡献我们的力量。
新材料的发展趋势和应用前景
新材料的发展趋势和应用前景随着科技的不断进步和社会的发展，新材料已经成为了一个备受瞩目的领域。
在新材料领域，我们可以看到一些全新的材料，如纳米材料、生物材料等，它们在不同领域都有着广泛的应用。
在本文中，我将探讨新材料的发展趋势和应用前景。
一、新材料的发展趋势随着现代科技的不断发展，人们对材料的要求也越来越高。
新材料不仅需要具有优良的性能，还需要具备环保、可持续等特点。
因此，新材料的发展趋势主要表现在以下两个方面。
1. 环保可持续新材料的研究随着全球环境问题的日益严重，人们对环保可持续新材料的需求越来越大。
环保新材料主要是指对环境、人体不会有危害的新材料。
可持续新材料则是指对自然资源不会产生过度压迫的新材料。
这些新材料可以降低对环境的影响，同时也能保证资源的可持续利用。
2. 多功能化新材料的研究现代科技对材料性能的要求越来越高，特别是在各个领域中，对材料多功能化的需求也越来越大。
因此，科学家们开始研究一些具备多种功能的新材料，这些材料可以同时具备力学性能、导电性能、导热性能、光学性能等多种特性。
这些新材料的研究，将会使得现代技术更加高效和便利。
二、新材料的应用前景随着新材料的不断发展，它们在各个领域都有着广泛的应用。
下面将会介绍新材料在几个重要领域的应用前景。
1. 新能源新能源是现代社会发展的必需品，新材料在新能源领域的应用与发展前景也非常广阔。
例如，太阳能电池板、风能涡轮、燃料电池等都是依靠新材料的应用而发展壮大的。
纳米材料也在新能源领域有着广泛的应用前景。
例如，纳米管材料的应用可以提高锂离子电池的储能密度，从而实现锂离子电池的大规模商业运用。
此外，纳米材料的应用也可以提高光伏电池板的光电转换效率。
2. 生物医学生物医学是一项重要的领域，新材料的应用在生物医学领域也有着广泛的应用。
例如，由于纳米材料的尺寸与生物分子的尺寸相近，因此可以应用于生物分子的传感技术；生物可降解材料则广泛用于人工骨、人工血管等医学领域。
《材料的利用与发展》PPT教学课件
A.它是非金属单质
B.它属于人工合成的有机高分子材料
C.它与C60的原子排别很大
解析规律方
[解析] 硼“足球烯”是由硼元素组成的纯净物,属于单质;每个硼“ 足球烯”分子是由40个硼原子构成的,所以与C60的原子排列不
法 综
同;硼“足球烯”与普通硼单质都是由硼元素组成的单质,因此其
类
练
解析知识要
知识点 2 新型材料 3.通过科学研究生产出很多材料,下列物质中不属于新型材
点
分 料的是 ( C )
类
练 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
解析知识要
4.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料,许多材料达 到纳米(1 nm=10-9 m)级的大小时,会产生让人意想不到的奇
点 分
可减少对环境的污染;“绿箱子”上的“
”是回收标志,表示
类 循环使用的含义。
练
解析规律方
7.中国林业科学研究院将木材经化学品处理,剥离半纤维素 和木质素制成木材海绵,其可以从水中吸附油脂,吸油量可达
法 综
到其自身重量的16~46倍,可重复使用多达10次。这种新型
合 练
海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有
点
分( )
类
练 A.回收废电池不仅可以节约金属资源,还可以减少环境污染,
有利于人类健康
B.“绿箱子”上的“
”是回收标志
解析知识要
C.回收废电池主要是为了利用废电池外壳的金属材料,同时 可以减少对环境的污染
点
分 D.回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
类
练
[答案]D
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Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3
Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
方案的评价（考虑因素）：
倍 速 课 时 学 练
1、原理的可行性、 2、原料的利用率、 3、产生的污染、 4、制备成本等方面
1. Cu
2. Cu
稀H2SO4 浓H2SO4
CuSO4 CuSO4
倍 速 课 时 学 练
第 6节 材料的利用与 发展
材料的发展历程：
石器 陶器 青铜器
钢铁的使用
倍 速 课 时 学 练
新型材料的使用
合成材料的 使用
新材料：
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
倍 速 课 时 学 练
新材料：
光电子信息材料 先进复合材料 超级陶瓷材料
原理不可行
浓H2SO4利用率低、
还会产生污染
CuSO4
3.Cu
O2
CuO
H2SO4
可以利用
H2SO4
CuSO4
AgNO3 倍 速 4.Cu 课 时 学 练
NaOH Cu（NO3） 2
Cu（OH）2
成本高、步骤繁锁
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。
-
倍 速 课 时 学 练
提倡生产的绿色化——“绿色化学”
倍 速 课 时 学 练
石 器 时 代 原 始 人 的 石 制 割 砸 器 具
-
印 第 安 人 的 石 斧
倍 速 课 时 学 练
倍 速 课 时 学 练
原 始 人 生 产 矛 的 过 程
倍 速 课 时 学 练
中 国 古 代 青 铜 器 青 铜 镜
不会反应,Cu的活动性 方案1：Cu＋ H2SO4（稀SO4＋SO2↑＋2H2O
方案3： 2Cu＋O2＝2CuO CuO＋ H2SO4＝ CuSO4＋H2O
倍 速 课 时 学 练
方案4：
Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2
倍 速 课 时 学 练 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
纳米陶瓷
新型金属材料 记忆合金、钛合金、金属玻璃
导电塑料做成的塑料电池 新型高分子材料 人工器官、可降解材料、 高吸水性高分子
超导材料
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
倍 速 课 时 学 练
1nm =
-9 10 m
材料制造与环境保护
探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
倍 速 课 时 学 练
Cu
CuSO4
制备方案
1. Cu
2. Cu 稀H2SO4 CuSO4
浓H2SO4
CuSO4
H2SO4 CuSO4
3.Cu
O2
CuO
倍 H2SO4 速 4.Cu AgNO3 Cu（NO ） NaOH CuSO Cu（OH）2 3 2 课 时 学 写出上述制备方案的化学方程式 练