江苏省邳州市第二中学高中化学 《3.3 玻璃、陶瓷和水泥》课件 苏教版选修1.ppt

第三节玻璃 陶瓷和水泥 学习目标1 知道玻璃 陶瓷和水泥的主要化学成分 生产原料及用途 2 了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途 课堂互动讲练 知能优化训练 第三节玻璃 陶瓷和水泥 课前自主学案 一 玻璃1 玻璃的形成 课前自主学案 2 特点硬度大 质脆 耐腐蚀 固定熔点 属于玻璃态物质 3 玻璃的种类和用途在生产过程中加入不同的物质 调整玻璃的化学组成 可以制得具有不同性能和用途的玻璃 1 提高 的含量或加入 能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数 从而使其更耐高温和抗化学腐蚀 可用于制造高级的化学反应容器 无 sio2 b2o3 2 加入 后制得的光学玻璃折光率高 可用来制造眼镜片 照相机 望远镜和显微镜中的透镜等 3 加入某些金属氧化物 可以制造 加入co2o3 氧化钴 玻璃呈蓝色 加入cu2o 玻璃呈红色 普通玻璃一般显淡绿色 原因是原料中混有 4 把普通玻璃在高温下熔化 然后用冷风急吹 即得到 pbo 彩色玻璃 fe2 钢化玻璃 二 陶瓷1 生产原料 其主要成分可表示为 2 手工制造陶瓷器的一般过程混合 干燥 冷却 陶瓷器3 主要性能陶瓷具有 抗酸碱腐蚀 绝缘 易成型等优点 黏土 al2o3 2sio2 2h2o 成型 烧结 抗氧化 耐高温 三 水泥1 生产原料 和 适量石膏 2 水泥的生产过程3 主要成分 3cao sio2 2cao sio2 3cao al2o3 石灰石 黏土 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 4 性质 1 水泥具有 2 吸水能力强 5 用途 1 水泥砂浆 和水的混合物 2 混凝土 和 的混合物 6 水泥的质量指标 我国的三个强度等级 42 5 52 5和62 5 表示水泥的性能 等级越高 性能越好 四 玻璃和陶瓷的新发展1 光导纤维 简称 水硬性 水泥 沙子 水泥 沙子 碎石 光纤 二 金属的防护1 影响金属腐蚀的因素 1 金属的性质金属越 越易被腐蚀 若金属中能导电的杂质不如该金属活泼 则容易形成原电池而使金属发生 2 介质的影响在 的空气中 接触 气体或 溶液 都容易被腐蚀 活泼 电化学腐蚀 潮湿 腐蚀性 电解质 1 成分 石英玻璃 2 用途 制作 还用于医疗 信息处理 传能传象 遥测遥控和照明等方面 3 光缆的性能 通信质量高 能防窃听 质量小而且细 耐腐蚀 2 高温结构陶瓷 1 新型陶瓷的种类 如超硬陶瓷 和超导陶瓷等 2 高温结构陶瓷的类别 主要有 和 3 用途 高温结构陶瓷可制造发动机 新型陶瓷可用于航空航天 sio2 光缆 抗干扰性能好 高温结构陶瓷 生物陶瓷 氮化硅陶瓷 氧化铝陶瓷 碳化硅陶瓷 氧化锆陶瓷 1 为什么碱性试剂如naoh溶液 na2co3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶存放 提示 因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分sio2反应 如2naoh sio2 na2sio3 h2o na2sio3具有黏合性 将瓶塞和试剂瓶黏结在一起 2 水泥在储存和运输过程中应注意什么 提示 由于水泥具有很强的吸水能力 能吸收空气中的水分并与之发生化学反应 故储存和运输过程中要注意防水 防潮 解析 选c 玻璃并不是几种成分熔化在一起就得到的 必须通过熔融后发生复杂的物理 化学变化而得到 而且玻璃不是晶体 因此它没有固定的熔点 解析 选c 实验室中的试管为玻璃制品 其余均为陶瓷制品 解析 选b 氧化铝陶瓷的熔点是2050 可作耐高温的设备 课堂互动讲练 传统硅酸盐工业主要产品的对比 玻璃与人们的生产生活密切联系 玻璃制品随处可见 1 一般住宅的窗玻璃是普通玻璃 制造普通玻璃的主要原料为 粉碎后放入玻璃窑中在高温下发生反应生成玻璃 普通玻璃的成分是 2 某玻璃中含na2o cao sio2的质量之比为31 28 180 此玻璃的组成为 填选项 a na2o cao 6h2sio3b na2o cao 6sio2c 2na2o 2cao 9sio2d 6na2o 6cao sio2 3 我们看到的普通玻璃 一般都呈淡绿色 这是因为原料中混有fe2 的原因 在制玻璃的原料中 再加入下列物质后 可制得各种不同用途的玻璃 a 氧化亚铜 cu2o b 氧化钴 co2o3 c 氧化铅 pbo d 硼砂 na2b4o7 10h2o 制造化学仪器的玻璃需加入的物质 制造光学仪器的玻璃需加入的物质 制造蓝色玻璃需加入的物质是 制造红色玻璃需加入的物质是 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 了解玻璃制造的原料及生产原理 2 明确特殊玻璃与一般玻璃的成分区别 3 硼砂玻璃能耐酸碱腐蚀 光学玻璃常加pbo cu2o为红色 co2o3为蓝色 答案 1 纯碱石灰石石英casio3na2sio3sio2 2 b 3 dcba 变式训练1 2011年刑台高二检测 下列有关玻璃的说法中错误的是 a 普通玻璃的组成可表示为na2o cao 6sio2b 氢氟酸能腐蚀玻璃是因为它是最强的无氧酸c 钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4 6倍d 石英玻璃的膨胀系数比普通玻璃的小解析 选b 氢氟酸腐蚀玻璃是因为sio2 4hf sif4 2h2o 新型无机非金属材料 1 光导纤维 1 制作 从高纯度的sio2 或称石英玻璃 熔融体中 抽出直径约为100 m 1 m 10 6m 的细丝 就得到石英玻璃纤维 又称光导纤维 简称光纤 将许多根经过技术处理的光纤绕在一起就得到光缆 2 光导纤维的优良性能和重要用途光缆的抗干扰性能好 通信质量高 能防窃听 光缆的质量小而且细 耐腐蚀 铺设也很方便 利用光缆通信 能同时传播大量信息 光导纤维除了可以用于通信外 还可以用于医疗 信息处理 传能传像 遥测遥控和照明等许多方面 2 高温结构陶瓷 2 高温结构陶瓷的优点 耐高温 不怕氧化 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损 密度小等 3 高温结构陶瓷在汽车制造业中的应用 如用高温结构陶瓷制造发动机 4 常见高温结构陶瓷 氧化铝陶瓷 又称人造刚玉 具有熔点很高 硬度高的优点 可用于作坩埚 高温炉管 球磨机 高压钠灯的灯管等 氮化硅陶瓷 具有硬度极高 耐磨损 抗腐蚀和抗氧化能力等优点 可用于制造轴承 汽轮机叶片 机械密封环 永久性模具 发动机部件等 碳化硅陶瓷 具有熔点高 硬度大的优点 广泛应用于工农业生产 原子能工业 宇航工业等 2011年哈尔滨高二检测 氮化硅是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 化学性质稳定 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300 时反应获得 粉末状的氮化硅也可以由sicl4的蒸气和nh3的混合物反应制取 粉末状氮化硅在空气和水中都不稳定 但是将粉末状氮化硅和适量mgo在230个大气压下和185 的密闭容器中热处理 可以得到结构十分紧密 对空气和水都相当稳定的固体材料 1 写出由sicl4和nh3制备si3n4的化学方程式 2 分别写出si3n4和h2o o2反应的化学方程式 3 为什么结构紧密的固体si3n4不再受h2o和o2的侵蚀 解析 本题考查新型高温陶瓷材料氮化硅的结构性质特点 sicl4与nh3反应生成si3n4 其中si n的化合价均未改变 所以另一种产物应为hcl si3n4与h2o反应时 si n键要向si o键转化 生成稳定的h2sio3 同时有nh3生成 si3n4与o2反应时 产物为sio2和n2 在高温高压条件下 si3n4表面与空气中的o2反应 生成致密的sio2 它与mgo形成保护层 防止内部的si3n4被h2o和o2侵蚀 答案 1 3sicl4 4nh3 si3n4 12hcl 2 si3n4 9h2o 3h2sio3 4nh3 si3n4 3o2 3sio2 2n2 3 因为在加压和加热条件下si3n4表面和空气中的o2反应生成稳定的sio2 从而形成了致密的sio2与mgo保护层 防止内部的si3n4