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1、考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练第四单元第四单元 材料加工与性能优化材料加工与性能优化1了解改了解改变变材料材料组组成、提高材料成、提高材料纯纯度的方法。了解度的方法。了解纳纳米米 材料的特点和性能。材料的特点和性能。2了解复合材料的了解复合材料的组组成、性能特点及其成、性能特点及其应应用。用。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练材材料料加加工工与与性性能能优优化化材料的加工材料的加工处处理理材料材料组组成的成的优优化化复合材料的制造复合材料的制造考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页
2、限时训练纳米材料的制备方法及影响因素纳米材料的制备方法及影响因素？提示提示纳米材料在制备过程中，颗粒的大小、尺寸分布、纳米材料在制备过程中，颗粒的大小、尺寸分布、形态和化学组成取决于很多的试验参数，如在纳米半导体形态和化学组成取决于很多的试验参数，如在纳米半导体制备中，反应速率、反应物的加入次序、离子的选择、溶制备中，反应速率、反应物的加入次序、离子的选择、溶液的液的pH、温度、搅拌程度以及反应时间等都影响半导体、温度、搅拌程度以及反应时间等都影响半导体颗粒的形成。纳米材料的制备一般包括粉体、块体和薄膜颗粒的形成。纳米材料的制备一般包括粉体、块体和薄膜的合成制备，制备方法一般可以分为化学法、物
3、理法和高的合成制备，制备方法一般可以分为化学法、物理法和高能球磨法。能球磨法。复合材料有何优点复合材料有何优点？提示提示复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。例如，金属材料间协同作用，形成了优于原材料的特性。例如，金属材料易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易破碎，这些缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。破碎，这些缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。12考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练金属的表面处理及其原理金属的表面
4、处理及其原理(1)铝的阳极氧化：铝片接电源的正极，在稀硫酸中用直流铝的阳极氧化：铝片接电源的正极，在稀硫酸中用直流电电解，铝片表面生成较厚的氧化铝绝缘膜。电电解，铝片表面生成较厚的氧化铝绝缘膜。(2)电镀：在电镀槽中，待镀的金属器件与电源负极连接作电镀：在电镀槽中，待镀的金属器件与电源负极连接作阴极，镀层金属与电源正极连接作阳极，使用含有镀层金阴极，镀层金属与电源正极连接作阳极，使用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在金属器件表面形成一薄层有抗属离子的溶液作电镀液。在金属器件表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜。腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜。腐蚀加工技术腐蚀加工技术氢氢氟酸氟酸蚀蚀刻玻璃，
5、用刻玻璃，用浓氯浓氯化化铁铁溶液腐溶液腐蚀铜蚀铜板制作印刷板制作印刷电电路路板等。板等。材料的加工处理材料的加工处理12考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练3氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻过程氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻过程三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化还原过程。三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化还原过程。在铜表面在铜表面Fe3使铜氧化成氯化亚铜，同时使铜氧化成氯化亚铜，同时Fe3被还原成被还原成Fe2：2FeCl32Cu=2FeCl2Cu2Cl2Cu2Cl2具有还原性，可以和具有还原性，可以和FeCl3进一步发生反应生成氯化铜：进一步发生反应生成氯化铜：2FeCl3Cu2C
6、l2=2FeCl22CuCl22FeCl22HCl(O)=2FeCl3H2OCu2具有氧化性，与铜发生氧化反应：具有氧化性，与铜发生氧化反应：CuCl2Cu=Cu2Cl2考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 (2010浙江浙江)某同学用某同学用镀铜镀铜的石墨作阳极、石墨作阴的石墨作阳极、石墨作阴极极电电解稀硫酸溶液，用曲解稀硫酸溶液，用曲线线表示表示电电解解过过程中阴极增加的程中阴极增加的质质量量(m)随随时间时间(t)的的变变化关系，用曲化关系，用曲线线表示溶液表示溶液pH随随时间时间(t)的的变变化关系。下列曲化关系。下列曲线图线图合理的是合理的是(电电解初期溶液解初期
7、溶液中中H放放电电)()。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练解析解析阳极放电顺序为阳极放电顺序为Cu2e=Cu2，4OH4e=2H2OO2，阴极开始时，阴极开始时2H2e=H2，随着阳极，随着阳极Cu的放电，的放电，Cu2浓度逐渐增加，发生反应浓度逐渐增加，发生反应Cu22e=Cu，当，当Cu2反应完全时，最后阶段又为反应完全时，最后阶段又为2H2e=H2。综合以上分析，综合以上分析，A正确。正确。答案答案A考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 铁铁及及铁铁的化合物的化合物应应用广泛，如用广泛，如FeCl3可用作催化可用作催化剂剂、印刷、印刷电电路路铜
8、铜板腐板腐蚀剂蚀剂和外和外伤伤止血止血剂剂等。等。(1)写出写出FeCl3溶液腐溶液腐蚀蚀印刷印刷电电路路铜铜板的离子方程式：板的离子方程式：_ _。(2)若将若将(1)中的反中的反应设计应设计成原成原电电池，池，请请画出原画出原电电池的装置池的装置图图，标标出正、出正、负负极，并写出极，并写出电电极反极反应应式。式。正极反正极反应应：_ _；负负极反极反应应：_ _。(3)腐腐蚀铜蚀铜板后的混合溶液中，若板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和和Fe2的的浓浓度均度均为为0.10 molL1。请请参照下表参照下表给给出的数据和出的数据和药药品，品，简简述除去述除去CuCl2溶液中溶液中Fe3和和
9、Fe2的的实验实验步步骤骤：_ _。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练氢氢氧化物开始沉淀氧化物开始沉淀时时的的pH氢氢氧化物沉淀氧化物沉淀完全完全时时的的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的提供的药药品：品：Cl2浓浓H2SO4NaOH溶液溶液CuOCu考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练解析解析(1)Fe3具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子，铜等氧化成相应的离子，Fe3腐蚀铜制电路板利用的就是腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理，反应的离子方程式是这个原理，反应的离
10、子方程式是2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)由反应由反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2可以判断，可以判断，铜的化合价升高，发生氧化反应，铜做负极，铁元素化合铜的化合价升高，发生氧化反应，铜做负极，铁元素化合价降低，价降低，Fe3发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置，可以画出此原电池的装置图，装置图见答案。电池装置，可以画出此原电池的装置图，装置图见答案。发生的电极反应：正极反应：发生的电极反应：正极反应：Fe3e=Fe2(或或2Fe32e=2Fe2
11、)；负极反应：；负极反应：Cu=Cu22e(或或Cu2e=Cu2)。(3)除杂时，要把杂质全部除去，又不能引除杂时，要把杂质全部除去，又不能引入新的杂质。根据题给信息可知：入新的杂质。根据题给信息可知：Fe3的氢氧化物从开始的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的沉淀到沉淀完全的pH范围是范围是1.93.2，Fe2的氢氧的氢氧考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练化物从开始沉淀到沉淀完全的化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是范围是7.09.0，Cu2的的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是范围是4.76.7。当。当pH为为3.2时，时，Fe3完全沉淀
12、，此时完全沉淀，此时Cu2不会沉淀，要使不会沉淀，要使Fe2完全沉淀需要使溶液的完全沉淀需要使溶液的pH为为9.0，此时，此时Cu2已经完全沉已经完全沉淀。因此，若要除去淀。因此，若要除去CuCl2溶液中的溶液中的Fe3、Fe2，需要将，需要将Fe2全部转化为全部转化为Fe3，采取的措施是向溶液中通入过量的，采取的措施是向溶液中通入过量的氯气；为了不引入其他杂质，可以向溶液中加入氯气；为了不引入其他杂质，可以向溶液中加入CuO调节调节溶液使溶液使pH在在3.24.7之间，此时之间，此时Fe3完全沉淀；最后过滤，完全沉淀；最后过滤，即可得到纯净的氯化铜溶液。实验步骤见答案。即可得到纯净的氯化铜溶
13、液。实验步骤见答案。考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练答案答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2；(2)正极反应：正极反应：Fe3e=Fe2(或或2Fe32e=2Fe2)；负极反应：负极反应：Cu=Cu22e(或或Cu2e=Cu2)；(3)通入足量氯气将通入足量氯气将Fe2氧化成氧化成Fe3；加入加入CuO调节调节溶液的溶液的pH至至3.24.7；过滤过滤除去除去Fe(OH)3考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练材料组成的优化和复合材料材料组成的优化和复合材料材料组成的优化材料组成的优化(1)改变材料的组成改变材料的组成合金。主要分为三类：相互溶解形成
14、金属固溶体，如合金。主要分为三类：相互溶解形成金属固溶体，如Cu、Zn形成的黄铜合金；相互起化学作用，形成金属化合物，形成的黄铜合金；相互起化学作用，形成金属化合物，如如Al、Ti合金；相互混合形成机械混合物，如焊锡。合金；相互混合形成机械混合物，如焊锡。贮氢合金：稀土合金晶体结构中原子排列紧密，有良好的贮氢合金：稀土合金晶体结构中原子排列紧密，有良好的贮氢性能，用作贮氢材料。贮氢合金最有代表性的是镧镍贮氢性能，用作贮氢材料。贮氢合金最有代表性的是镧镍合金合金(LaNi5)。1考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练硅酸硅酸盐盐材料和特种陶瓷，如材料和特种陶瓷，如钾钾玻璃、玻璃
15、、钢钢化玻璃、石英玻化玻璃、石英玻璃、精璃、精细细陶瓷等。陶瓷等。(2)提高材料的提高材料的纯纯度度提高材料的提高材料的纯纯度能极大地度能极大地优优化材料的性能。可用石英砂、化材料的性能。可用石英砂、焦炭、焦炭、氯氯气、气、氢氢气等气等为为原料制取高原料制取高纯纯度的硅。度的硅。(3)研制研制纳纳米材料米材料纳纳米材料又称超微粒材料，其微粒直径大小米材料又称超微粒材料，其微粒直径大小为为1100 nm，在化学、光学、，在化学、光学、电电磁学、力学等方面磁学、力学等方面显显示出与宏示出与宏观观材料材料迥然不同的特性，可利用化学反迥然不同的特性，可利用化学反应应使原子或分子聚集、沉使原子或分子聚集
16、、沉淀形成淀形成纳纳米米颗颗粒制得。粒制得。复合材料的制造复合材料的制造复合材料是由两种或两种以上性复合材料是由两种或两种以上性质质不同的材料不同的材料组组合而成的，合而成的，具有比原材料更具有比原材料更优优越的性能，通常由基体材料和分散于其越的性能，通常由基体材料和分散于其中的增中的增强强材料材料组组成。常成。常见见的有的有钢钢筋混凝土、搪瓷、筋混凝土、搪瓷、纤维纤维增增强强复合材料等。复合材料等。2考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 碳碳纳纳米管是一种米管是一种纳纳米尺度的、具有完整分子米尺度的、具有完整分子结结构的构的新型碳新型碳纳纳米材料，它是由一米材料，它是由一
17、层层碳原子卷曲而成的无碳原子卷曲而成的无缝缝、中、中空的管体，具有空的管体，具有质轻质轻、可弯曲、可弯曲、强强度好、度好、弹弹性性强强的特点。的特点。下列关于碳下列关于碳纳纳米管的可能用途不正确的是米管的可能用途不正确的是 ()。A用它可做成攀登月球的用它可做成攀登月球的“太空天梯太空天梯”B能解决室温下，低气能解决室温下，低气压压、高容量、高容量储储存存氢氢气的气的难题难题C作作为优为优秀的秀的绝缘绝缘材料材料D制造制造电脑电脑芯片可大大提高芯片可大大提高计计算机系算机系统统的的计计算能力算能力考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练解析解析由于碳纳米管具有质轻、可弯曲、强度
18、好、弹性强由于碳纳米管具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点，所以它可以制成强度很大、质量较小的绳索，做的特点，所以它可以制成强度很大、质量较小的绳索，做成攀登月球的成攀登月球的“太空天梯太空天梯”；又由于碳纳米管是由一层碳原；又由于碳纳米管是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体，所以在管体内可以安全子卷曲而成的无缝、中空的管体，所以在管体内可以安全地储存氢气；它是一层碳原子卷曲而成的管体，因而可以地储存氢气；它是一层碳原子卷曲而成的管体，因而可以联想到碳纳米管相当于是由石墨的一层碳原子卷曲而成的联想到碳纳米管相当于是由石墨的一层碳原子卷曲而成的管体，所以它应像石墨一样能够导电，可以用于制造
19、电器管体，所以它应像石墨一样能够导电，可以用于制造电器部件。部件。答案答案C考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练 下列有关新材料的描述中，正确的是下列有关新材料的描述中，正确的是 ()。A形状形状记忆记忆合金属于智能化材料合金属于智能化材料B材料的复合化是材料的复合化是为为了解决了解决单单一材料各自固有的缺点和一材料各自固有的缺点和 局限性局限性C利用利用纳纳米技米技术术改造材料适用于一切材料改造材料适用于一切材料领领域域D材料的高功能化是指材料的高功能化是指进进一步提高材料的一步提高材料的强强度、度、韧韧性、性、耐温性、耐磨性、耐折性、耐油性等耐温性、耐磨性、耐折性、耐油性等解析解析C不正确，利用纳米材料的优异性能可改造某些化不正确，利用纳米材料的优异性能可改造某些化工新材料，并非所有材料均适用；工新材料，并非所有材料均适用；D不正确，材料的不正确，材料的“高功高功能化能化”是指功能材料由单一功能转变为多种功能，而是指功能材料由单一功能转变为多种功能，而D所述所述是指材料的是指材料的“高性能化高性能化”。答案答案AB考基导学考基导学考点导析考点导析活页限时训练活页限时训练单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练