第三节　玻璃、陶瓷和水泥

玻璃、陶瓷和水泥一、玻璃、陶瓷和水泥 玻璃 陶瓷 水泥主要原料纯碱 石灰石 石英Na2CO3.CaCO3.SiO2黏土Al2O32SiO22H2O石灰石 黏土主要设备玻璃窑陶瓷窑回转窑主要反应见注1、注2复杂的物理化学变化复杂的物理化学变化主要流程粉碎混合 强热熔化吹制冷却混合 成型 干燥 烧结冷却 陶器研磨混合 煅烧 石膏研磨主要成分硅酸钠 硅酸钙 二氧化硅硅酸盐硅酸三钙 硅酸二钙铝酸三钙主要性能没有固定熔点透明性、热熔性抗氧化 抗腐蚀 耐高温绝缘 易成型水硬性主要产品硼玻璃（加入B2O3）光学玻璃（PbO）蓝色钴玻璃（Co2O3）红色铜玻璃（Cu2O）钢化玻璃陶器（陶都宜兴）瓷器（瓷都景德镇）42.5、52.5、62.5号水泥 注1：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2 注2：CaCO3SiO2CaSiO3CO2 硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3 普通玻璃的成分可以写成：Na2SiO3CaSiO34SiO2 或Na2OCaO6SiO2 钢化玻璃是将普通玻璃放入钢化炉中加热，当接近软化温度时，迅速从炉中取出，然后用冷风急吹，可制得钢化玻璃。钢化玻璃与普通玻璃成分一样，但机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易破碎。 变色玻璃是在玻璃中加入了AgBr或者AgCl，CuO，当光线照射时AgBr分解产生Ag变黑色，在暗处在CuO的催化作用下Ag与Br2又化合生成AgBr，又变成无色透明。 在水泥中加入石膏是为了调节水泥的硬化速度。 水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑黏合剂；水泥、沙子和碎石的混合物叫混泥土，把钢筋做结构就形成钢筋混凝土，强度大，是人类最早开发利用的复合材料，用于建设高楼大厦和桥梁。 变色水泥是在水泥中加入CoCl2所形成的彩色水泥。当接触水时，生成不同数目的结晶水合物，而呈现不同的颜色，CoCl2为蓝色，CoCl2H2O为蓝紫色，CoCl22H2O为紫红色，CoCl26H2O为粉红色。二、光导纤维 从高纯度的二氧化硅（石英玻璃）的熔融体中拉出直径约为100um的细丝，就得到石英玻璃纤维。它具有传导光的能力，所以叫光导纤维，是信息社会中必不可少的通信材料。三、高温结构陶瓷 特殊功能陶瓷：超硬陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷和超导陶瓷。 高温结构陶瓷：氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、碳化硅（SiC）、二氧化锆（ZrO2） 其主要特性就是耐高温和硬度大。四、强化练习1、普通玻璃是以石英砂、纯碱、和石灰石等为主要原料，经熔融、成型、冷却固化而成的非结晶无机材料。它具有一般材料难于具备的透明性，具有优良的机械力学性能和热工性质。而且，随着现代建筑发展的需要，不断向多功能方向发展。根据所需化学知识回答如下问题：（1）普通玻璃的主要成分是 （写化学式）（2）有关玻璃的说法正确的是 ； A、玻璃是一种晶体 B、普通玻璃和钢化玻璃的成分一样 C、玻璃没有固定的熔点 D、玻璃中含有硅酸钠，不能保存盐酸（3）写出玻璃工业的主要化学方程式 ； ；（4）生产普通玻璃的主要设备是 ； A、熔炉 B、沸腾炉 C、氧化炉 D、高炉（5）实验室不能用玻璃塞的玻璃瓶保存氢氧化钠溶液的原因是 ； 写出该反应的离子方程式 ；（6）实验室不能用玻璃瓶保存氢氟酸，原因是（用化学方程式表示） 。2、材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，没有硅酸盐材料，就不可能有今天的高楼大厦；没有半导体材料，就不可能有今天的计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料，就不可能有今天的宇航技术；没有光导纤维，就不可能有今天的现代通信。根据所学化学知识回答下列问题：（1）玻璃工业、陶瓷工业和水泥工业都是硅酸盐工业，化学实验室的下列仪器属于陶瓷产品的是 ； A、坩埚 B、试管 C、蒸发皿 D、锥形瓶（2）普通玻璃和水泥生产都需要用到的原料是 ； A、碳酸钠 B、碳酸钙 C、石英 D、黏土（3）晶体硅带来了现代计算机技术。下列有关硅的叙述正确的是 ； A、硅可以用于生产光导纤维 B、硅可以用于太阳能电池的线路板 C、硅可以溶于氢氧化钠溶液产生氢气 D、硅不溶于任何酸（4）二氧化硅带来了现代光通信。下列有关二氧化硅的说法正确的是 ； A、二氧化硅的电子式为：O：Si：O： B、二氧化硅和二氧化碳都属于酸性氧化物，可以和氢氧化钠溶液反应 C、二氧化硅不溶于稀硫酸，也不溶于硝酸，所以不溶于任何酸 D、Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，说明了硅酸酸性强于碳酸（5）Si3N4是一种高温结构陶瓷，氮化硅