搜索
专题归纳整合用一句话表达下列关键词：金属的阳极氧化电镀合金纳米材料复合材料玻璃钢钢化玻璃提示金属的阳极氧化：在电解作用下，阳极金属或合金在表面上形成一层致密的氧化膜。电镀：利用电解原理，在金属的器件表面形成一层具有抗腐蚀，抗磨损能力的金属镀膜的过程。合金：由金属与金属或非金属熔合而成的有金属特性的混合物。纳米材料：又称超微粒材料，其颗粒直径在1～100nm。复合材料：由不同性能的多种材料复合而成、由基体和增强体两部分组成。玻璃钢：是由玻璃纤维和聚酯类树脂复合而成的材料。钢化玻璃：由普通玻璃熔融后而急剧冷却得到的玻璃。1．电镀为什么加表面活性剂？提示目的是镀件上析出的镀层厚度均匀，光滑致密，与底层金属附着力强。2．为什么可用氢氟酸蚀刻玻璃？提示氢氟酸尽管属于弱酸，但腐蚀性很强，能与玻璃中的SiO2反应，4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。3．几种常见合金的比较提示合金主要成分重要特性主要用途举例生铁Fe、C、Si、Mn、S、P等硬度较大，抗压性强，韧性较差制造曲轴、齿轮、阀门等不锈钢Fe、C、Cr、Ni等硬度较大，韧性较好，耐腐蚀性强制造医疗器械、日常用具等硬铝Al、Cu、Si、Mg、Mn等密度小、强度高，耐腐蚀性强制造火箭、飞机、汽车、轮船等续表黄铜Cu、Zn等有良好的强度和塑性、易加工，耐腐蚀制造机器零件，仪表和日常用品等青铜Cu、Sn等有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀制造机器零件，如轴承、齿轮等白铜Cu、Ni有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀餐具武德合金Pb、Sn、Bi、Cd熔点低保险丝焊锡Pb、Sn熔点低，附着力较强焊接时使用的材料镧镍合金La、Ni室温下吸氢快且多，稍加热又快速释放出氢高效、方便的储氢材料4.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料对比提示材料特性种类传统无机非金属材料①抗腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击普通水泥、普通玻璃、黏土质陶瓷新型无机非金属材料①耐高温、高强度②具有电学特性③具有光学特性④具有生物功能高温结构陶瓷光导纤维续表氧化铝陶瓷(人造刚玉)①高熔点②高硬度③可制成透明陶瓷④无毒，不溶于水，强度高⑤对人体有较好的适应性高级耐火材料，刚玉球磨机、高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心脏瓣膜、人造关节等氮化硅陶瓷①超硬度，耐磨损②抗腐蚀，高温时也抗氧化③抗冷热冲击，不碎裂④耐高温且不易传热⑤本身具有润滑性制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具的机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等光导纤维①传导光的能力非常强②抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高③质量轻，光纤细，耐磨蚀通讯材料、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明1．制做电路板的化学原理是什么？提示氧化还原反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋2．纳米材料有什么特点？提示具有超塑性、高强度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性等。3．“形状记忆合金”是怎样记忆的？提示形状记忆合金是在20世纪60年代初期发现的，它是一种特殊的合金，有一种不可思议的性质，即使把它揉成一团，一旦达到一定温度，它便能在瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力，称为NT合金。首先将预先加工成某一形状的这种NT合金，在300～1000℃高温下热处理几分钟至半小时，这样NT合金就会记忆被加工成的形状。以后在室温下无论形状怎样变化，一旦将它的温度升至一定温度时，它就会恢复成原来被加工成的形状。形状记忆合金的结构尚未完全探明，为什么金属会记住某些固定形状的问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分析表明，这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有Ti和Ni各为50%的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之改变。具有这种形状记忆效应的合金，除镍钛合金外，还先后发现铜-锌、金镉、镍铝等约20种合金系列、共100多种合金，其中“记忆力”最好的是NT合金。形状记忆合金的应用范围广泛，除了可用于温度控制装置、集成电路引线、汽车零件与机械零件外，由于其与生物体的相容性好、耐腐蚀性强，还可用于骨折部位的固定、人造心脏零件、牙齿矫正等医用材料。由于NT合金成本昂贵，目前正研制廉价的铜系形状记忆合金。材料在各个领域有着极其重要的作用。材料是当今世界关注的重点，尤其是新材料的研发和广泛应用，为人类生活质量的提高做出了重大贡献，今后新材料的研发仍是科学家研究的方向。所以在高考命题中考查的重点应该是各类材料在生产、生活、国防科学尖端各个领域的应用，具体考查角度有以下几个方向。学科思想培养四关于材料的命题角度和解题指导方向一合金的应用【知识基础】(1)合金的种类是多种多样的。同一种金属元素，添加不同种类、不同比例的合金元素，可制成不同的合金。(2)合金的性能比纯金属要优越得多，用途也更广泛。但是，并不是合金的各项性能都比纯金属强。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。(3)总的来说，合金还是具有导电性、传热性、延展性、有金属光泽、不透明等纯金属所具有的性质。根据不同类型的合金组成研究其用途，如储氢合金可用于原电池中，做电池的负极，镁、铝合金可代替有机合成材料增加美观、增强强度等。【解题指导】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________，在导线中电子流动方向为________(用a、b表示)。(2)负极反应式为______________。【例1】(3)电极表面镀铂粉的原因为___________________。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li＋H2=====△2LiHⅡ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________________________________。②已知LiH固体密度为0.82g·cm－3，用锂吸收224L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。解析(1)电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通入H2的一极是负极，故电子由a流动到b。(2)H2在负极失电子，因为电解质溶液是KOH溶液，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。(3)电极表面镀铂粉可以增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，从而增大反应速率。(4)LiH中Li为＋1价，H为－1价，故反应Ⅰ中还原剂是Li，反应Ⅱ中氧化剂是H2O。由反应Ⅰ可知吸收标准状况下224LH2时生成160gLiH，则生成的LiH的体积是160g0.82g·cm－3，则生成的LiH体积与被吸收的H2的体积比为：1600.82×224×103＝11148。由②生成的20molLiH与H2O反应，由反应Ⅱ可知生成20molH2，H2～2e－，能量转化率为80%，则通过电子的物质的量为20mol×2×80%＝32mol。答案(1)由化学能转变为电能由a到b(2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O或H2＋2OH－－2e－===2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率(4)①LiH2O②11148或8.71×10－4③32方向二复合材料在航空、航天领域中的应用【知识基础】(1)飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维或氧化铝纤维等耐热性好的纤维，作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和导热性好，不吸湿，不易老化。(2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的，其增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维；基体的主要成分是各种陶瓷。这种纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，又增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。国防、航空、航天技术的提高离不开材料的革新、复合材料性能优良，研发新的复合材料意义重大，从复合材料的组成入手讨论其性能和用途，其研究方向：仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等。【解题指导】随着社会的发展，复合材料已成为一类新型的有前途的发展材料，目前，复合材料最主要的应用领域是()。A．高分子分离膜B．人工器官C．航空、航天D．新型药物解析在生产、生活中的复合材料主要是玻璃钢及碳纤维增强复合材料，目前，其在航空、航天领域中的应用是非常广泛的。故正确答案为C。答案C【例2】