第二单元　化学式社会的持续发展的基础教学实录及点评

《必修二》专题4第二单元

现代科学技术的发展离不开化学P99

追随科技发展中的化学足迹

石墨变形记

【引入】为什么“苹果”换“华为”?

任务一.鉴赏材料：石墨1.0版，铅笔

问题1：铅笔芯是铅吗？

【活动】在纸上用8B和 3H的铅笔写“化学”，比较触感。

问题2：为什么用石墨做铅笔芯？

问题3：石墨的化学组成和结构的特点？

问题4：石墨的性质与组成和结构有什么关系？

材料的功能

材料的性质

材料的化学组成和结构

石墨做铅笔芯

石墨具有 性

石墨的组成： 石墨具有 性

石墨的结构： 足迹1：材料的功能取决于化学组成和结构

【推测】石墨的熔点高吗？

【思考】高熔点的石墨，可做哪类材料？

【生产概述】火箭喷嘴的材料：天然石墨，提纯后，加入粘合剂，烧结制得。

任务二.优化材料：石墨2.0版，火箭喷嘴

1.提纯天然石墨 【分析】

石墨：化性 ,与碱 反应,不与 的酸反应,水溶性 。

杂质 (金属氧化物)：除杂方法 。 杂质(石英)：除杂方法 。 【设计】流程:酸碱法提纯天然石墨

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冯

靖

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现代科学技术的发展离不开化学P99

足迹2：提高材料的纯度依靠化学方法

【思考】石墨，做喷嘴时会有的缺点：高温下易被 。

2. 改良石墨性能

【工艺】石墨喷嘴表面涂覆碳化硅。

问题(1)SiC能燃烧吗？

问题(2)SiC与O2反应的产物是什么？ 方程式 。

问题(3)既然能被氧化，怎么抗氧化？

【证据推理】结论： 。

问题(4)SiC涂层怎么涂上去？

已知工业制粗硅：用石英砂与焦炭，在高温下反应，方程式 。

石墨喷嘴在制碳化硅涂层时，工业上采用化学气相沉积法，提高原料气(SiO2和焦炭)中焦炭的比例，产物SiC会慢慢沉积在石墨喷嘴的表层，方程式 。

足迹3：改变材料的组成依靠化学工艺

任务三.探索材料：石墨3.0版,纳米石墨烯

【视频】石墨烯的黑科技

【实验】石墨烯的发现

【任务】化学制备：纳米材料

& 探索：纳米材料的化学活性

问题1：纳米材料和普通材料最大的区别是？

问题2：表面积大，会影响什么？

问题3：表面积会不会影响化学活性？

【证据推理】表面积与化学活性的关系

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现代科学技术的发展离不开化学P99

【学生实验】

步骤

现象、结论

【实验原理】

(1)草酸亚铁，也称为乙二酸亚铁，浅黄色粉末，化学式为 ,碳元素的化合物价为 。

(2)草酸亚铁加热分解为FeO、CO和CO2，化学方程式： 。

生成的FeO进一步地被CO还原为铁粉: FeO + CO Fe + CO2

(4)机理：分解过程中，在CO和CO2气体氛围中，产生的铁粉很难团聚在一起，粉质的直径为20到30nm，颗粒直径属于纳米级别。

(5)纳米铁粉，表面积大，化学活强，在空气中洒落时，发生自燃现象。

【演示实验】

步骤1 现象1 步骤2 现象2 在试管中放入1勺草酸亚铁晶体，用酒精喷灯加热，2min后停止加热。

草酸亚铁 色粉末，加热后变成 色粉末。

将得到的样品在空气中洒落（用石棉网承接洒落的固体粉末）。

黑色粉末 （现象），后石棉网上粉末呈 色。

用药匙取一勺铁粉，将铁粉在空气中，缓缓地洒向燃着的酒精灯。

【实验证据】表面积越大，化学活性越强

足迹4：获得新材料依靠化学技术

【资料卡】最早的化学制备纳米材料：松烟入墨

【证据推理】化学气相沉积法制石墨烯 【问题】你知道20世纪的七大技术吗？

纳米技术：研究纳米材料的制备和性能

足迹5：化学是技术发展的催化剂

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【探讨】新兴学科与化学交叉渗透的足迹

【头脑风暴】检索化学知识，完成表格 新兴学科

材料

信息

环境

生命

能源

空间/航空

……

化学的足迹

化学组成和结构决定功能/化学工艺优化材料的组成/化学技术研制新材料

半导体材料Si/印刷电路板…

【板书设计】

任务一.鉴赏材料：石墨1.0版，铅笔

石墨：正六边形空间层状结构

组成：碳元素

结构：层内（共价键）；层与层之间（分子间作用力）

任务二.优化材料：石墨2.0版，火箭喷嘴

1.提纯天然石墨 2. 改良石墨性能 任务三.探索材料：石墨3.0版,纳米石墨烯

探索：纳米材料的化学活性

化学气相沉积法制石墨烯

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