第三章第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥

1、第第三三章章第第三三節(jié)節(jié) 新知層析突新知層析突破破 知識點一知識點一 課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練 三年高考感悟三年高考感悟 知識點二知識點二知能整合提升知能整合提升應(yīng)用創(chuàng)新演練應(yīng)用創(chuàng)新演練 知識歸納知識歸納 規(guī)律方法規(guī)律方法 即時鞏固即時鞏固 知識點三知識點三 知識點四知識點四 1生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料 、 、 。 2生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備 。 3生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 原料熔融后發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，其主要原料熔融后發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，其主要反應(yīng)為：反應(yīng)為： 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 純堿純堿石灰石石灰石石英石英玻璃窯玻璃窯 4化學(xué)成分化學(xué)成分 普通玻璃是普通玻璃是Na2SiO3、CaSi

2、O3和和SiO2熔化在一起形成熔化在一起形成的，主要成分是的，主要成分是 。 5主要性能主要性能 硬度大、質(zhì)脆、耐腐蝕、沒有固定熔點，屬于硬度大、質(zhì)脆、耐腐蝕、沒有固定熔點，屬于物質(zhì)。物質(zhì)。SiO2玻璃態(tài)玻璃態(tài)6特種玻璃特種玻璃種類種類制作方法制作方法性能和用途性能和用途石英玻璃或石英玻璃或硼酸鹽玻璃硼酸鹽玻璃提高提高SiO2的的含量，或加含量，或加入入提高化學(xué)穩(wěn)定性，降低熱膨脹系提高化學(xué)穩(wěn)定性，降低熱膨脹系數(shù)，使其更耐高溫和抗化學(xué)腐蝕，數(shù)，使其更耐高溫和抗化學(xué)腐蝕，可用于制造高級的化學(xué)反應(yīng)容器?？捎糜谥圃旄呒壍幕瘜W(xué)反應(yīng)容器。光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃加入加入折光率高，可用來制造眼鏡片、折光率高，可用來

3、制造眼鏡片、照相機、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透照相機、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等。鏡等。B2O3PbO種類種類制作方法制作方法性能和用途性能和用途彩色玻璃彩色玻璃加入某些金屬加入某些金屬氧化物氧化物加入加入 的玻璃呈藍色，的玻璃呈藍色，加入加入 的玻璃呈紅色，含的玻璃呈紅色，含有有 的普通玻璃呈淡綠色。的普通玻璃呈淡綠色。鋼化玻璃鋼化玻璃把普通玻璃加把普通玻璃加熱軟化，然后熱軟化，然后用用機械強度大，抗震裂，不易破機械強度大，抗震裂，不易破碎，一旦破碎，碎塊沒有尖銳碎，一旦破碎，碎塊沒有尖銳的棱角，常用于制造汽車或火的棱角，常用于制造汽車或火車的車窗等。車的車窗等。冷風(fēng)急吹冷風(fēng)急吹Co2O3Cu2OF

4、e2 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 (1)在生產(chǎn)玻璃的原料中，在生產(chǎn)玻璃的原料中，SiO2的用量比較大，故玻璃的的用量比較大，故玻璃的主要成分是主要成分是SiO2。 (2)玻璃屬于混合物，沒有固定的熔點，只是在某一溫度玻璃屬于混合物，沒有固定的熔點，只是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時，可以被吹制成各種形狀的范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時，可以被吹制成各種形狀的玻璃制品。玻璃制品。 (3)調(diào)整玻璃的化學(xué)組成，可以制得具有不同性能和用途調(diào)整玻璃的化學(xué)組成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃制品，例如，加入的玻璃制品，例如，加入AgBr(或或AgCl)和微量和微量CuO，制成變，制成變色玻璃，可

5、用于制作太陽鏡片等。色玻璃，可用于制作太陽鏡片等。 剖析典例剖析典例探技法探技法 名師解析名師解析玻璃不是晶體，而是一種特殊的玻璃玻璃不是晶體，而是一種特殊的玻璃態(tài)物質(zhì)，沒有固定的熔點。玻璃是以石英、純堿和石灰態(tài)物質(zhì)，沒有固定的熔點。玻璃是以石英、純堿和石灰石為原料，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化而形石為原料，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化而形成的以硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅為主要成分的產(chǎn)物。成的以硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅為主要成分的產(chǎn)物。 答案答案 C 互動探究互動探究 氫氧化鈉溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？為氫氧化鈉溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？為什么？什么？ 提示：提示：不

6、能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分不能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分SiO2與與NaOH溶液反應(yīng)生成的溶液反應(yīng)生成的Na2SiO3，粘性很強，將玻，粘性很強，將玻璃瓶與玻璃塞粘在一起，不易打開。璃瓶與玻璃塞粘在一起，不易打開。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料 制取陶瓷的主要原料是制取陶瓷的主要原料是 (其主要成分可表示為：其主要成分可表示為：Al2O32SiO22H2O)。 2傳統(tǒng)生產(chǎn)過程傳統(tǒng)生產(chǎn)過程 混合混合 干燥干燥 冷卻冷卻陶瓷器陶瓷器 3主要性能主要性能 陶瓷具有陶瓷具有 、抗酸堿腐蝕、抗酸堿腐蝕、 、絕緣、絕緣、易成型等許多優(yōu)點。易成型等許多優(yōu)點。黏土黏土成型成型

7、燒結(jié)燒結(jié)抗氧化抗氧化耐高溫耐高溫 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 (1)我國的我國的“陶都陶都”是江蘇宜興，是江蘇宜興，“瓷都瓷都”是江西景德鎮(zhèn)。是江西景德鎮(zhèn)。 (2)為了使陶瓷表面光滑，不滲水和具有豐富的色彩，為了使陶瓷表面光滑，不滲水和具有豐富的色彩，可在燒制前在坯體上涂上釉料。可在燒制前在坯體上涂上釉料。 剖析典例剖析典例探技法探技法 例例2陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，下列不屬于陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，下列不屬于陶瓷制品的是陶瓷制品的是 () A電器中的絕緣瓷管電器中的絕緣瓷管B實驗室中的坩堝實驗室中的坩堝 C實驗室中的試管實驗室中的試管 D建筑上燒制的磚瓦建筑上燒制的磚瓦 名師解

8、析名師解析實驗室中的試管為玻璃制品，其余的均實驗室中的試管為玻璃制品，其余的均為陶瓷制品。為陶瓷制品。 答案答案C 名師點睛名師點睛可用以下方法區(qū)分陶瓷制品和玻璃制品：可用以下方法區(qū)分陶瓷制品和玻璃制品：(1)測密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。測密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。(2)玻璃玻璃制品受熱后會變軟，而陶瓷不會變軟。制品受熱后會變軟，而陶瓷不會變軟。(3)玻璃可以再加玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。工，而陶瓷不能再加工。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料 和和 、適量石膏。、適量石膏。 2水泥的生產(chǎn)過程水泥的生產(chǎn)過程石灰石石灰石黏土黏土 3主要成分主要成分

9、 (3CaOSiO2)、 (2CaOSiO2)、 (3CaOAl2O3)等。等。 4性質(zhì)性質(zhì) 水泥具有水泥具有 性。性。硅酸三鈣硅酸三鈣硅酸二鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鋁酸三鈣水硬水硬 5用途用途 (1)水泥砂漿：水泥砂漿： 、 和水的混合物，是建和水的混合物，是建筑用黏合劑。筑用黏合劑。 (2)混凝土：混凝土： 、 和和 的混合物。的混合物。 6水泥的質(zhì)量指標(biāo)水泥的質(zhì)量指標(biāo) 我國的三個強度等級我國的三個強度等級(42.5、52.5和和62.5)表示水泥的表示水泥的性能，等級越高，性能越好。性能，等級越高，性能越好。水泥水泥沙子沙子水泥水泥沙子沙子碎石碎石 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 (1)在水泥中

10、加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。在水泥中加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。 (2)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸鹽、鋁酸鹽，而不是氧化物。主要成分是硅酸鹽、鋁酸鹽，而不是氧化物。 (3)水泥吸水能力強，儲存和運輸過程中注意防水、防水泥吸水能力強，儲存和運輸過程中注意防水、防潮。潮。 剖析典例剖析典例探技法探技法 例例3下列說法中正確的是下列說法中正確的是 () A生產(chǎn)水泥時，在熟料中加入適量的石膏可以調(diào)節(jié)生產(chǎn)水泥時，在熟料中加入適量的石膏可以調(diào)節(jié)水泥的硬化速率水泥的硬化速率 B水泥在水中能硬化，但在空氣中不會硬化水泥

11、在水中能硬化，但在空氣中不會硬化 C水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔?，要吸收一定水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔?，要吸收一定的熱量的熱?D水泥是一種化合物水泥是一種化合物 名師解析名師解析水泥在空氣中也會逐漸硬化，因空氣中水泥在空氣中也會逐漸硬化，因空氣中也有水蒸氣，也有水蒸氣，B錯；水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔?，錯；水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔?，是放熱過程，是放熱過程，C錯；水泥是混合物，錯；水泥是混合物，D錯。錯。 答案答案A 名師點睛名師點睛水泥易被酸腐蝕。由于水泥的主要成分水泥易被酸腐蝕。由于水泥的主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽，水泥中還含有少量的碳酸鹽，所以水是硅酸鹽和鋁酸鹽，水泥中還含

12、有少量的碳酸鹽，所以水泥和水泥制品均易被酸腐蝕。水泥制品也要防酸腐蝕。泥和水泥制品均易被酸腐蝕。水泥制品也要防酸腐蝕。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 簡稱簡稱 。 (1)成分：成分： (石英玻璃石英玻璃)。 (2)用途：用途： 制作制作 ，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、 和照明等方面。和照明等方面。 (3)光纜的性能：光纜的性能： 、通信質(zhì)量高，能防、通信質(zhì)量高，能防竊聽，質(zhì)量小而且細(xì)，竊聽，質(zhì)量小而且細(xì)， 、鋪設(shè)方便。、鋪設(shè)方便。光纖光纖SiO2光纜光纜遙測遙控遙測遙控抗干擾性能好抗干擾性能好耐腐蝕耐腐蝕 2新型陶瓷新型陶瓷 (1)新型

13、陶瓷的種類：如新型陶瓷的種類：如 陶瓷、陶瓷、 陶瓷、陶瓷、生物陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等。生物陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等。 (2)用途：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可制造用途：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可制造 ，新型陶瓷，新型陶瓷可用于航空航天?？捎糜诤娇蘸教?。超硬超硬高溫結(jié)構(gòu)高溫結(jié)構(gòu)發(fā)動機發(fā)動機 (1)新型陶瓷材料的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽的新型陶瓷材料的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽的范圍。范圍。 (2)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點是能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點是能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。 (3)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類： 氧化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具

14、有熔點很高、硬度氧化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具有熔點很高、硬度大的優(yōu)點?？捎糜谧髹釄濉⒏邷貭t管、球磨機、高壓鈉燈大的優(yōu)點?？捎糜谧髹釄?、高溫爐管、球磨機、高壓鈉燈的燈管等。的燈管等。 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 氮化硅陶瓷：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和氮化硅陶瓷：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力等優(yōu)點。可用于制造軸承、汽輪機葉片、機械抗氧化能力等優(yōu)點?？捎糜谥圃燧S承、汽輪機葉片、機械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動機部件等。密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動機部件等。 碳化硅陶瓷：具有熔點高、硬度大的優(yōu)點。廣泛碳化硅陶瓷：具有熔點高、硬度大的優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。應(yīng)用于工

15、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。 例例4下列有關(guān)材料分類的說法，不正確的是下列有關(guān)材料分類的說法，不正確的是() A硅酸鹽材料屬于新型無機非金屬材料硅酸鹽材料屬于新型無機非金屬材料 B高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料 C新型無機非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維、氧新型無機非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維、氧化鋁陶瓷等化鋁陶瓷等 D氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，也屬于高溫氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，也屬于高溫結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料 名師解析名師解析硅酸鹽材料屬于傳統(tǒng)非金屬材料。硅酸鹽材料屬于傳統(tǒng)非金屬材料。A項錯誤。項錯誤。 答案答案A 剖析典例剖析

16、典例探技法探技法 . . 名師點睛名師點睛材料一般分為三類：金屬材料、無機材料一般分為三類：金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料。其中無機非金屬材料又分為非金屬材料和高分子材料。其中無機非金屬材料又分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料。而玻璃、傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料。而玻璃、陶瓷、水泥是傳統(tǒng)無機非金屬材料。陶瓷、水泥是傳統(tǒng)無機非金屬材料。傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)主要產(chǎn)品的比較傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)主要產(chǎn)品的比較硅酸鹽工業(yè)硅酸鹽工業(yè)普通水泥普通水泥普通玻璃普通玻璃陶瓷陶瓷主要成分主要成分及種類及種類硅酸三鈣硅酸三鈣(3CaOSiO2)硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaOSiO2)鋁酸三鈣鋁酸三鈣(3C

17、aOAl2O3)普通玻璃普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3和和SiO2)、石、石英玻璃、光學(xué)玻璃、英玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼化玻玻璃纖維、鋼化玻璃璃種類：土器、種類：土器、陶器、瓷器、陶器、瓷器、炻器等炻器等主要性能主要性能有水硬性：跟水摻和攪有水硬性：跟水摻和攪拌后凝固變硬、水中也拌后凝固變硬、水中也能硬化能硬化玻璃態(tài)物質(zhì)無固定玻璃態(tài)物質(zhì)無固定熔點，在一定溫度熔點，在一定溫度范圍內(nèi)軟化范圍內(nèi)軟化抗氧化、耐抗氧化、耐酸堿腐蝕、酸堿腐蝕、耐高溫、絕耐高溫、絕緣性強緣性強典型設(shè)備典型設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯玻璃窯陶瓷窯陶瓷窯共同特點共同特點高溫條件下發(fā)生復(fù)雜的物理變化、化學(xué)變化，冷卻

18、后成為高溫條件下發(fā)生復(fù)雜的物理變化、化學(xué)變化，冷卻后成為復(fù)雜的硅酸鹽復(fù)雜的硅酸鹽 硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法 硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但硅酸鹽可以看成堿性硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但硅酸鹽可以看成堿性氧化物和酸性氧化物所組成復(fù)雜化合物。因此，可以改寫為氧化物和酸性氧化物所組成復(fù)雜化合物。因此，可以改寫為aMxOybSiO2cH2O的方式。的方式。 (1)氧化物書寫順序：活潑金屬氧化物氧化物書寫順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧較活潑金屬氧化物化物二氧化硅二氧化硅水。水。 (2)氧化物之間以氧化物之間以“”隔開，系數(shù)配置應(yīng)化為整數(shù)。隔開，系數(shù)配置應(yīng)化為整數(shù)。 (3)

19、氧化物前面的系數(shù)只對該氧化物起作用，對其他氧氧化物前面的系數(shù)只對該氧化物起作用，對其他氧化物不起作用。化物不起作用。 (4)用氧化物表示時，元素的化合價均保持不變。用氧化物表示時，元素的化合價均保持不變。 例如，硅酸鈉例如，硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2OSiO2； 高嶺土高嶺土Al2Si2O5(OH)4：Al2O32SiO22H2O。 1制造陶瓷的主要原料是制造陶瓷的主要原料是 ()A氧化鋁氧化鋁B黏土黏土CSi3N4 DBN解析：解析：制造陶瓷的原料是黏土。制造陶瓷的原料是黏土。答案：答案：B2下列關(guān)于玻璃的敘述中，正確的是下列關(guān)于玻璃的敘述中，正確的是 ()A玻璃是人類最早使用的硅酸鹽

20、材料玻璃是人類最早使用的硅酸鹽材料B紅色玻璃中含有氧化鈷紅色玻璃中含有氧化鈷C鋼化玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英鋼化玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英D無色玻璃是純凈物無色玻璃是純凈物解析：解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，A錯；紅錯；紅色玻璃中含有氧化銅，含有氧化鈷的玻璃呈藍色，色玻璃中含有氧化銅，含有氧化鈷的玻璃呈藍色，B錯；鋼化玻璃的原料與普通玻璃相同，錯；鋼化玻璃的原料與普通玻璃相同，C對；玻璃是對；玻璃是混合物，混合物，D錯。錯。答案：答案：C3有關(guān)材料的用途不正確的是有關(guān)材料的用途不正確的是 ()A高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可以制作耐酸設(shè)備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可以制作耐酸設(shè)備B氧化鋁陶瓷不可以用于制作耐高溫設(shè)備氧化鋁陶瓷不可以用于制作耐高溫設(shè)備C氮化硅陶瓷可以制造軸承氮化硅陶瓷可以制造軸承D光導(dǎo)纖維可用于傳能、傳像、照明等光導(dǎo)纖維可用于傳能、傳像、照明等解析：解析：氧化鋁陶瓷的熔點高，可作耐高溫設(shè)備。氧化鋁陶瓷的熔點高，可作耐高溫設(shè)備。答案：答案：B. .4目前已有多個國家的大型汽車公司試制無冷卻式陶瓷目前已有多個國家的大型汽車公司試制無冷卻式陶瓷發(fā)動機汽車。這種陶瓷柴油發(fā)動機部件的受熱面是由發(fā)動機汽車。這種陶瓷柴油發(fā)動機部件的受熱面是由一種耐高溫且不易傳熱的材料制造的一種耐高溫且不易傳熱的材料制造的 ，這種材料是