练习与实践课堂实录

专题四

材料加工与性能优化

一、课程标准

2

讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。

3

举例说明金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。

4

举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。

5

收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料，认识新材料的发展方向。

[活动与探究建议] 3

就近参观金属材料、无机非金属材料或高分子材料的生产、加工企业（或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。

4

查阅资料：制造芯片的硅晶体的生产原理和基本过程。

5

实验：电路板的化学刻蚀。

6

观看影像或参观：金属的电镀等。

7

实验：用淀粉自制吸水材料，并进行模拟保水试验。

二、教学内容增减建议

3

建议补充电解精炼和电化学的有关计算，复习络合物的组成

4

对钢材的发蓝处理进行介绍，使学生了解有关反应，从平衡角度讨论酸碱环境。

5

对复合材料的制造结合新科技、新技术进行简单介绍

三、课时安排建议

第一单元

材料的加工处理

1课时

第二单元

材料组成的优化

1课时

第三单元

复合材料

1课时

第一单元

材料的加工处理第一课时

[知识回顾] 1

电解的原理是什么？如何确定阴阳极？金属的放电顺序是什么？在水溶液中可电镀哪些金属？

2

写出电解下列物质的反应方程式：NaCl CuSO4

AgNO3

CuCl2

H2SO4

3

如何进行电镀、电解精炼？

[知识学习] 一、金属的表面处理

3

铝的阳极氧化：看书P66-67 铝的阳极氧化目的：

电极反应：阳极发生反应：

阴极发生反应：

同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应为：

氧化膜的后续处理

硫酸阳极氧化的药品、优点

。

4

13

电镀

电镀目的：

。

电镀条件及电极的选择：

实例：铜板上镀银

药品：

仪器及用品：烧杯、碳棒电极、两节1号干电池（或学生电源）装置

*钢铁为何进行发蓝处理

一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行发蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命。像武器、弹簧、钢丝等，就是常用这种方法来保护的。铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生成四氧化三铁氧化膜。其反应方程式为：

3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑

8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑

Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH 这层氧化膜呈黑色或黑蓝色，它结构致密，具有较强的抗腐蚀能力

课堂练习：

2

用铂电极（情性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是：

A.稀NaOH溶液

B.HCl溶液

C.酸性MgSO4溶液

D.酸性AgNO3

3

铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是：

A、阴极

B、正极

C、阳极

D、负极

4

在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是：

A、原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应

B、原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应

C、原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应

D、原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

5

通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）∶n（硝酸亚汞）=2∶1，下列表述正确的是：

A在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（硝酸银）∶n（硝酸亚汞）=2∶1 B在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等

C硝酸亚汞的分子式为HgNO3

D硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2

6

将500克0.1mol/L的硫酸铜溶液进行电解，当铜离子全部析出时，就变成________溶液，该溶液的质量分数是________。继续通电，在阳极上析出___________；阴极上析出___________。

26

电解1升4mol/LCuSO4溶液(均为惰性电极)，当电路通过0.5mol电子时，溶液中Cu2的浓度为________mol/L，H的浓度为______mol/L。然后将电源反接，又通过1mol电子后，溶液中Cu2浓度为______mol/L，H浓度为______mol/L，SO42-离子浓度为______mol/L(溶液体积变化忽略)。

27

如图装置进行电解，已知铁极质量减小11.2克。

(1)A是电源的______极。

(2)电解过程中，电路中通过_______mol尔电子。

(3)Ag极的电极反应式是_____________________；析出物质是____克。

(4)Cu(I)极的电极反应式是_____________________。

(5)Cu(II)极的电极反应式是_____________________。

28

下列四种装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L，工作一段时间后导线上均通过0.001mol电子。若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，用编号回答下列问题。

35)

(1)溶液的pH值从大到小的顺序是____________________________ (2)原电解质溶液物质的量浓度从大到小的顺序是________________。

(3)1 3装置中Zn腐蚀的速率由快到慢的顺序是__________________。

39

某金属M的相对原子质量为112.4，其氯化物的化学式MClx。将MClxa克溶于水制成0.1mol/升的溶液1升。以惰性电极电解此溶液，A槽阴极增重0.0539克，B槽阴极增重0.0281克。试求：

(1)x和a的值。

(2)A槽从阳极上析出何物若干克。

第一单元

材料的加工处理第二课时

二、腐蚀加工技术

[知识回顾]

4

写出硅在周期表中的位置，电子排布式。用方程式表示硅的化学性质，指出其用途有哪些？

5

指出二氧化硅的晶体结构？用方程式表示二氧化硅性质和用途有哪些？

6

写出工业制取玻璃的反应的

7

铁在周期表中的位置，用方程式表示铁的性质，指出不同价态铁的转化条件。

[知识学习]

一、思考下面问题：

1

玻璃的成分

2

氢氟酸的制取反应：

3

氟化钠溶液中微粒的种类：

二、腐蚀加工技术

1、

腐蚀加工的目的：

2、

氢氟酸蚀刻玻璃

反应原理：

刻蚀玻璃的方法：

3、

三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作印刷电路

反应原理：

电路板的制作

巩固练习