2019-2020学年高中化学 第3章 探索生活材料 第3节 玻璃、陶瓷和水泥课件 新人教版选修1

1、第三节玻璃、陶瓷和水泥 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。 1生产原料：_、_、_。 2生产设备：_。 3生产原理：主要反应为 _ _。 笃学一笃学一玻璃玻璃 纯碱纯碱石灰石石灰石石英石英 玻璃熔炉玻璃熔炉 4化学成分：普通玻璃是_、_、_ 熔化在一起形成的，主要成分是_。 5特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，_固定熔点，属于 玻璃态物质。 6特种玻璃：光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃。 Na2SiO3 CaSiO3SiO2 SiO2 无无 1生产原料：_。 2主要性能：陶瓷具有_、抗酸碱腐蚀、 _、绝缘、易成型等优点。 笃学

2、二笃学二陶瓷陶瓷 黏土黏土 抗氧化抗氧化 耐高温耐高温 笃学三笃学三水泥水泥 石灰石石灰石黏土黏土 3性质：水泥具有_性。 4用途：(1)水泥砂浆：_、_和水的混合物。 (2)混凝土：_、_和_的混合物。 水硬水硬 水泥水泥沙子沙子 水泥水泥沙子沙子碎石碎石 1光导纤维 (1)成分：高纯度的_(石英玻璃)。 (2)用途：制作_。 2新型陶瓷 (1)新型陶瓷的种类：如_陶瓷、_陶瓷、生 物陶瓷、超导陶瓷等。 (2)用途：高温结构陶瓷可制造_，新型陶瓷可用 于航空航天。 笃学四笃学四玻璃和陶瓷的新发展玻璃和陶瓷的新发展 SiO2 光缆光缆 超硬超硬高温结构高温结构 发动机发动机 【慎思1】 钢化玻

3、璃和普通玻璃成分有何不同？ 【答案】二者成分完全相同。 【慎思2】 陶与瓷有什么异同？ 【答案】共同点：都是硅酸盐产品； 不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方 面有区别。 【慎思3】 水泥中加入石膏的目的是什么？ 【答案】调节水泥的硬化速度。 【慎思4】 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？ 【答案】因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应， 如2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶 塞和试剂瓶黏结在一起。 【慎思5】 水泥在储存和运输过程中应注意什么？ 【答案】由于水泥具有很强的吸水能力，能吸收空气中

4、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。 玻璃玻璃 4普通玻璃的主要成分为硅酸钠(Na 2SiO3)、硅酸钙 (CaSiO3)和二氧化硅(SiO2)。 普 通 玻 璃 的 组 成 用 氧 化 物 的 形 式 表 示 为 N a 2 O C a O 6 S i O 2 ， 则 三 种 原 料 的 物 质 的 量 比 n(Na 2CO3) n(CaCO3) n(SiO2)1 1 6，质量比为 m(Na2CO3) m(CaCO3) m(SiO2)53 50 180。 说明：在原料中，SiO2的用量是比较大的，故玻璃成分中 有SiO2。 5玻璃的特点 (1)从物质分类角度看，

5、玻璃属于混合物，因此玻璃没有固 定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化。在软化状态时， 可以被吹制成各种形状的物品。 (2)普通的平板玻璃具有非常平的光滑表面，是很好的采 光、防风、保暖材料，主要用作门窗玻璃和玻璃幕墙。 6玻璃的种类及性能 玻璃的种类很多，除普通玻璃外，还有光学玻璃、有色玻 璃、钢化玻璃等。 (1)铅玻璃(加入PbO)折光率高，常用于制造眼镜片、望远 镜和显微镜的透镜等。 (2)有色玻璃是在制普通玻璃的原料里加入某些金属氧化物 制成的。有色玻璃的颜色由加入物质的颜色决定，如加氧化钴 (Co2O3)呈蓝色，加氧化亚铜(Cu2O)呈红色等。 (3)钢化玻璃是把普通玻璃放入钢化炉中

6、加热，使其软化， 然后迅速冷却而制成。 解析钢化玻璃是把普通玻璃放入钢化炉里加热变软后急 剧冷却，好像钢淬火一样，所以叫钢化玻璃，因此它和普通玻 璃成分相同；光学仪器玻璃是在原料中多加了氧化铅；石英玻 璃的主要成分是SiO2；有色玻璃是在原料中掺入某些金属氧化 物，使之均匀地分散在玻璃态的物质中，如加入Co2O3制得蓝 色钴玻璃。 答案A 【答案】C 【解析】钢化玻璃与普通玻璃的成分相同，并不是纯净 物，不是原子晶体；它是普通玻璃经热处理得到的，机械强度 要比普通玻璃大。 1主要原料：黏土。 2反应原理：复杂的物理、化学变化。 3制造过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却。 4陶瓷种类：根据原料、

7、烧制温度等的不同，主要分为 土器、陶器、瓷器、炻器等。 说明：我国陶都：宜兴；瓷都：景德镇。 陶瓷陶瓷 5彩釉的制作 在烧制前的坯体上涂上彩釉(在普通釉料中加入一些重金 属离子)，涂上彩釉的陶瓷制品绚丽多彩、表面光滑、不渗 水。 6主要特征：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝 缘、易成型等特点。 7主要用途：餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺 品等。 解析实验室中的试管为玻璃制品，其余均为陶瓷制品。 答案C 点评可用以下方法区分陶瓷制品和玻璃制品： (1)看密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。 (2)酒精灯加热玻璃管后会变软，而陶瓷不会变软。 (3)玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。 陶

8、与瓷的异同： 共同点：都是硅酸盐产品； 不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方 面有区别。 (3)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的Pb、Cd 和Sb等有毒的金属盐类，为防止中毒，不能长期盛放下列物质 的是_(填字母)。 A食用植物油 B酱油 C食醋 D酒 【解析】(1)陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、耐高温、绝 缘、易成型等特点。 (2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚，加热时，NaOH能与 瓷坩埚反应，所以熔融烧碱时，一般用铁坩埚。 (3)食醋的主要成分是醋酸，能溶解铅、镉等金属造成重金 属离子中毒。 【答案】(1)A(2)瓷坩埚铁(3)C 1主要原料：石灰石、黏土。 2主要设

9、备：水泥回转窑。 3生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在 窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料，再加入适量石膏磨成细 粉，即得普通水泥。 水泥水泥 4反应原理：复杂的物理、化学变化。 5主要成分：硅酸三钙(3CaOSiO 2 )、硅酸二钙 (2CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)。 6重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。 储存时应注意防水。 7主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。 注意：(1)石膏的作用：调节水泥硬化时间。 (2)水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。 混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。 (3)水泥易被酸腐蚀。由于水泥的主要成分是硅酸盐和铝酸 盐，

10、水泥中还含有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品均易被 酸腐蚀。水泥制品也要防酸腐蚀。 解析水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中也有水蒸 气，B错；水泥和水搅拌后生成的并非水合物，C错；水泥是 混合物，D错。 答案A 【答案】A 【解析】普通水泥的主要成分是硅酸二钙(2CaOSiO2)、 硅酸三钙(3CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)。 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 直径为100 m(1 m106 m)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。 新型无机非金属材料及功能、用途新型无机

11、非金属材料及功能、用途 (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。 (3)高温结构陶瓷在汽车制造业中的应用 用高温结构陶瓷制造发动机，发动机的工作温度能稳定在 1300 左右，由于燃料充分燃烧而又不需要水冷却，使热效 率大幅度提高。同时，用陶瓷材料做发动机，还可减轻汽车的 质量。 解析氧化铝陶瓷属于高温烧结陶瓷，它具有高熔点、高 硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半导体材料；氮化硅 陶瓷具有超硬度、耐磨损、抗冷热冲击而不破裂、耐高温、不 易传热、抗腐蚀、高温时也抗氧化等特性，可用作陶瓷发动机 材料。光导纤维传导光的能力非常强，可用于医疗、信息处 理、