第6节材料的利用与发展教学目标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；4.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。教学重点与难点1.重点：初步认识新型材料的高科技应用。2.难点：了解材料的发展史。课前准备1.教师：PPT，教案。2.学生：上网查找有关材料的资料，并分类总结。教学过程一、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＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。方案二：2Cu＋O22CuO；CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O。方案三：Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2；Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3；Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O。（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。
