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苏科版高中化学《必修二》专题4第二单元追随科技发展中的化学足迹石墨变形记-浙江省 - 湖州

视频标签:化学足迹,石墨变形记

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视频课题:苏科版高中化学《必修二》专题4第二单元追随科技发展中的化学足迹石墨变形记-浙江省 - 湖州

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《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 
                                                  
                                                 1        
 
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 
 
                    
             
                    
                            《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 
                                                  
                                                 2                     湖州新世纪外国语学校 冯 靖 
 
 
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 
 
 
                    
             
                    
                            《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                                                   
                                                 3                     湖州新世纪外国语学校 冯 靖 
 
【学生实验】 
步骤 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。 
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 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。 现象1 草酸亚铁    色粉末,加热后变成     色粉末。 
步骤2 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)。 现象2 
黑色粉末         (现象),后石棉网上粉末呈        色。 
 
【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 
  
 
                    
             
                    
                            《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                                                   
                                                 4                     湖州新世纪外国语学校 冯 靖 
 
 
【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 化学的足迹 
材料 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 信息 半导体材料Si/印刷电路板… 环境  生命  能源  空间/航空  …… 
 
 
 
【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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