高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥

第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥2009年度诺贝尔物理学奖获得者中，有称为“光纤之父”的华裔科学家高锟，凭借其在光纤领域的卓著研究而获得此殊荣。利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。光导纤维的主要成分是什么？它还有哪些用途？2009年度诺贝尔物理学奖获得者中，有称为“光纤之父”的华高中化学教学课件：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．知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥

常见硅酸盐产品的比较常见硅酸盐产品的比较高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥答案：纯碱石灰石石英黏土黏土石灰石玻璃熔炉烧结窑水泥回转窑高温高温煅烧

Na2SiO3＋CO2↑

CaSiO3＋CO2↑物理、化学物理、化学Na2SiO3

CaSiO3

SiO2

3CaO·SiO2

2CaO·SiO2

3CaO·Al2O3熔点氧化高温水硬答案：纯碱石灰石石英黏土黏土石灰石综合拓展一、几种玻璃的特性和用途

综合拓展一、几种玻璃的特性和用途二、水泥1．石膏的作用：调节水泥硬化时间。2．用途(1)制成水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。(2)制混凝土：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，水泥中还含有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品易被酸(如HCl、HNO3、H2SO4、CH3COOH等)腐蚀。因此，水泥制品也要防止酸的腐蚀。4．水泥的质量指标：我国的三个强度等级(42.5、52.5和62.5)表示常用硅酸盐水泥的性能，等级越高，性能越好。二、水泥尝试应用1．熔融烧碱应选用的器皿是(

)A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚解析：石英也就是二氧化硅，二氧化硅可以与氢氧化钠反应；普通玻璃中含有二氧化硅，易被烧碱腐蚀；生铁中的铁和碳与熔融烧碱形成原电池，坩埚易被腐蚀。答案：D尝试应用1．熔融烧碱应选用的器皿是()解析：石英也就是二玻璃和陶瓷的新发展1．光导纤维：简称____。(1)成分：____(石英玻璃)(2)用途：制作____，还用于医疗、________、传能传像、________和照明等方面(3)光缆的性能：______性能好，通信质量高，能防窃听，质量小而且细，______。

答案：光纤(1)SiO2

(2)光缆信息处理遥测遥控(3)抗干扰耐腐蚀玻璃和陶瓷的新发展1．光导纤维：简称____。2．高温结构陶瓷(1)新型陶瓷的种类，如____陶瓷、________陶瓷、生物陶瓷和超导陶瓷等。(2)高温结构陶瓷的类别：主要有______(Si3N4)陶瓷、________(Al2O3)陶瓷、碳化硅(SiC)陶瓷和______(ZrO2)陶瓷。(3)用途：高温结构陶瓷可制造______，新型陶瓷可用于航空航天。

答案：(1)超硬高温结构(2)氮化硅氧化铝二氧化锆(3)发动机2．高温结构陶瓷答案：(1)超硬高温结构综合拓展三、高温结构陶瓷2．高温结构陶瓷的优点：高温结构陶瓷具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。3．高温结构陶瓷在汽车制造业上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。综合拓展三、高温结构陶瓷2．高温结构陶瓷的优点：尝试应用2．下列有关材料用途的叙述不正确的是(

)A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备C．氮化硅陶瓷可以制造轴承D．光导纤维可用于传能、传像、照明等解析：氧化铝的熔点是2050℃，可制作耐高温设备。答案：B尝试应用2．下列有关材料用途的叙述不正确的是()解析：氧高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥一、硅酸盐材料的组成、结构、性质和用途

中国目前所收藏最早的玻璃制品是战国时代的遗物，玻璃与人们的生产生活密切联系。(1)一般住宅的窗玻璃是普通玻璃，工业上将纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)粉碎后放入玻璃窑中在高温下反应生成玻璃。普通玻璃的主要成分为________。(2)在玻璃中加入某些金属氧化物，可以制成彩色玻璃。如加入Co2O3的玻璃呈蓝色。日常生活中见到的普通玻璃一般呈淡绿色，其原因是原料中混有________的缘故。(3)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的质量之比为31∶28∶180，此玻璃的组成为________(填字母)。一、硅酸盐材料的组成、结构、性质和用途A．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2O·CaO·6SiO2C．2Na2O·2CaO·9SiO2D．6Na2O·6CaO·SiO2解析：(1)以纯碱、石灰石和过量石英为原料制备玻璃的反应原理是：Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑和CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑，所以玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。(2)Fe2＋显浅绿色，可以使普通玻璃呈淡绿色。(3)n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝1∶1∶6。答案：(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(2)二价铁(Fe2＋)

(3)BA．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2变式应用1．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)(1)制造化学仪器的玻璃需加入的物质是(

)。(2)制造光学仪器的玻璃需加入的物质是(

)。(3)制造蓝色玻璃需加入的物质是(

)。(4)制造红色玻璃需加入的物质是(

)。D

C

B

A

变式应用1．我们看到的普通玻璃，一般都呈淡绿色，这是因为原料二、新型无机材料的特性及用途

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，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃的条件下反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是(

)A．制汽轮机叶片B．制有色玻璃C．制永久性模具D．制造柴油机(2)写出N原子的结构示意图__________，根据元素周期律的知识，请写出氮化硅的化学式__________。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式____________________。二、新型无机材料的特性及用途(4)现用四氯化硅与氮气、氢气在氖气保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式____________________。解析：氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大、熔点高、化学性质稳定等优良性能，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件；N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则位于元素周期表第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4。氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知，该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物是HCl。(4)现用四氯化硅与氮气、氢气在氖气保护下，加强热发生反应，答案：(1)ACD(2)

Si3N4(3)Si3N4＋12HF3SiF4↑＋4NH3↑(4)3SiCl4＋2N2＋6H2

Si3N4＋12HCl答案：(1)ACD变式应用2．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是(

)A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应C．光导纤维是一种能高质量传导光的纤维素制品D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听变式应用2．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是()解析：掌握玻璃、陶瓷、水泥三种重要材料的用途。光导纤维的主要成分是SiO2，而纤维素属于天然高分子化合物。答案：D解析：掌握玻璃、陶瓷、水泥三种重要材料的用途。光导纤维的主要高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥水平测试1．汽车、火车的车窗玻璃是(

)A．石英玻璃B．光学玻璃C．玻璃纤维D．钢化玻璃解析：钢化玻璃的特点是抗震裂，不易破碎，一旦破碎，碎块没有尖锐的棱角，常用于制造汽车或火车的车窗。答案：D水平测试1．汽车、火车的车窗玻璃是()解析：钢化玻璃的特能力提升7．实验室储存固体试剂可以放在广口瓶中，液体试剂放在细口瓶中，但是有些试剂必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中。以下物质必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中的是(

)①KOH溶液②Na2CO3溶液(呈碱性)③盐酸④氢氟酸⑤澄清石灰水⑥硝酸⑦NaOH溶液A．①②⑤B．①②④⑤C．①②④⑤⑦D．①②⑤⑦解析：玻璃中有SiO2，能与碱性溶液反应生成Na2SiO3。故盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃瓶中。答案：D能力提升7．实验室储存固体试剂可以放在广口瓶中，液体试剂放在祝您学业有成祝您学业有成第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥2009年度诺贝尔物理学奖获得者中，有称为“光纤之父”的华裔科学家高锟，凭借其在光纤领域的卓著研究而获得此殊荣。利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。光导纤维的主要成分是什么？它还有哪些用途？2009年度诺贝尔物理学奖获得者中，有称为“光纤之父”的华高中化学教学课件：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．知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥

常见硅酸盐产品的比较常见硅酸盐产品的比较高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥答案：纯碱石灰石石英黏土黏土石灰石玻璃熔炉烧结窑水泥回转窑高温高温煅烧

Na2SiO3＋CO2↑

CaSiO3＋CO2↑物理、化学物理、化学Na2SiO3

CaSiO3

SiO2

3CaO·SiO2

2CaO·SiO2

3CaO·Al2O3熔点氧化高温水硬答案：纯碱石灰石石英黏土黏土石灰石综合拓展一、几种玻璃的特性和用途

综合拓展一、几种玻璃的特性和用途二、水泥1．石膏的作用：调节水泥硬化时间。2．用途(1)制成水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。(2)制混凝土：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，水泥中还含有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品易被酸(如HCl、HNO3、H2SO4、CH3COOH等)腐蚀。因此，水泥制品也要防止酸的腐蚀。4．水泥的质量指标：我国的三个强度等级(42.5、52.5和62.5)表示常用硅酸盐水泥的性能，等级越高，性能越好。二、水泥尝试应用1．熔融烧碱应选用的器皿是(

)A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚解析：石英也就是二氧化硅，二氧化硅可以与氢氧化钠反应；普通玻璃中含有二氧化硅，易被烧碱腐蚀；生铁中的铁和碳与熔融烧碱形成原电池，坩埚易被腐蚀。答案：D尝试应用1．熔融烧碱应选用的器皿是()解析：石英也就是二玻璃和陶瓷的新发展1．光导纤维：简称____。(1)成分：____(石英玻璃)(2)用途：制作____，还用于医疗、________、传能传像、________和照明等方面(3)光缆的性能：______性能好，通信质量高，能防窃听，质量小而且细，______。

答案：光纤(1)SiO2

(2)光缆信息处理遥测遥控(3)抗干扰耐腐蚀玻璃和陶瓷的新发展1．光导纤维：简称____。2．高温结构陶瓷(1)新型陶瓷的种类，如____陶瓷、________陶瓷、生物陶瓷和超导陶瓷等。(2)高温结构陶瓷的类别：主要有______(Si3N4)陶瓷、________(Al2O3)陶瓷、碳化硅(SiC)陶瓷和______(ZrO2)陶瓷。(3)用途：高温结构陶瓷可制造______，新型陶瓷可用于航空航天。

答案：(1)超硬高温结构(2)氮化硅氧化铝二氧化锆(3)发动机2．高温结构陶瓷答案：(1)超硬高温结构综合拓展三、高温结构陶瓷2．高温结构陶瓷的优点：高温结构陶瓷具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。3．高温结构陶瓷在汽车制造业上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。综合拓展三、高温结构陶瓷2．高温结构陶瓷的优点：尝试应用2．下列有关材料用途的叙述不正确的是(

)A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备C．氮化硅陶瓷可以制造轴承D．光导纤维可用于传能、传像、照明等解析：氧化铝的熔点是2050℃，可制作耐高温设备。答案：B尝试应用2．下列有关材料用途的叙述不正确的是()解析：氧高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥一、硅酸盐材料的组成、结构、性质和用途

中国目前所收藏最早的玻璃制品是战国时代的遗物，玻璃与人们的生产生活密切联系。(1)一般住宅的窗玻璃是普通玻璃，工业上将纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)粉碎后放入玻璃窑中在高温下反应生成玻璃。普通玻璃的主要成分为________。(2)在玻璃中加入某些金属氧化物，可以制成彩色玻璃。如加入Co2O3的玻璃呈蓝色。日常生活中见到的普通玻璃一般呈淡绿色，其原因是原料中混有________的缘故。(3)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的质量之比为31∶28∶180，此玻璃的组成为________(填字母)。一、硅酸盐材料的组成、结构、性质和用途A．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2O·CaO·6SiO2C．2Na2O·2CaO·9SiO2D．6Na2O·6CaO·SiO2解析：(1)以纯碱、石灰石和过量石英为原料制备玻璃的反应原理是：Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑和CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑，所以玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。(2)Fe2＋显浅绿色，可以使普通玻璃呈淡绿色。(3)n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝1∶1∶6。答案：(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(2)二价铁(Fe2＋)

(3)BA．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2变式应用1．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)(1)制造化学仪器的玻璃需加入的物质是(

)。(2)制造光学仪器的玻璃需加入的物质是(

)。(3)制造蓝色玻璃需加入的物质是(

)。(4)制造红色玻璃需加入的物质是(

)。D

C

B

A

变式应用1．我们看到的普通玻璃，一般都呈淡绿色，这是因为原料二、新型无机材料的特性及用途

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，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃的条件下反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是(

)A．制汽轮机叶片B．制有色玻璃C．制永久性模具D．制造柴油机(2)写出N原子的结构示意图__________，根据元素周期律的知识，请写出氮化硅的化学式__________。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式____________________。二、新型无机材料的特性及用途(4)现用四氯化硅与氮气、氢气在氖气保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式____________________。解析：氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大、熔点高、化学性质稳定等优良性能，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件；N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则位于元素周期表第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4。氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知，该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是