玻璃、陶瓷和水泥講義

1、第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化學(xué)成分、生產(chǎn)原料及用途。（重點(diǎn)）2. 了解光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等新型材料的性能與用途。自主預(yù)習(xí)探新知一、三大傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品1.玻璃生產(chǎn)原料：純堿、石灰石和石英砂 高溫主要反應(yīng)原理： CaCO+ SiO2=aSiQ + CO TI高溫小NaCO+ SiO2=Ng2SiO3+ CO ）主要設(shè)備：玻璃窯成分：CaSi。、Ng2SiO3、SiO特點(diǎn)：硬度大、質(zhì)脆、耐腐蝕，無固生熔點(diǎn)，屬于玻璃態(tài)物質(zhì),特種玻璃：光學(xué)玻璃、彩色玻璃、鋼化玻璃等.陶瓷生產(chǎn)原料：黏土S陶器手工制造大致步驟：混合、成型、干燥、燒結(jié)冷卻、陶器陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：抗氧化、抗酸

2、堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等.水泥,普通水泥的原料：石灰石、黏土和適量石膏生產(chǎn)設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯普通水泥的主要成分：硅酸二鈣2CaO*SiO2硅酸三鈣 ；心。 S 2。2和鋁酸三鈣3CaO- Al 2O1水泥的主要性質(zhì)：水硬性I用途：水泥砂漿和混凝土|水泥的質(zhì)量指標(biāo)：我國的三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)蟲工、52.5、 和62.5表示水泥的性能，等級(jí)越高，性能越好微點(diǎn)撥：（i）鋼化玻璃與普通玻璃的成分完全相同。（2）由于水泥具有很強(qiáng)的吸水能力，能吸收空氣中的水分并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中 要注意防水、防潮。二、玻璃和陶瓷的新發(fā)展主要成分：SiO2石英玻璃光導(dǎo)纖1.維(簡(jiǎn)稱光纖)主要性能：傳導(dǎo)燦能力特

3、別強(qiáng)，抗干擾性 能好，通信質(zhì)量高，防竊聽，質(zhì)量小而細(xì)，耐腐蝕，鋪設(shè)方便I用途：制作光纜，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能、 傳像、遙測(cè)遙控和照明等方面2.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷超硬陶瓷氮化硅 S i 3、陶瓷11氧化鋁A12。陶瓷1特殊功J 能的陶瓷1高溫結(jié)構(gòu)陶愛丁山八十1碳化硅 S i C 陶瓷IL二氧化錯(cuò)。2陶瓷生物陶瓷超導(dǎo)陶瓷(2)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：耐高溫、耐氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。(3)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制造發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度能穩(wěn)定在1 300 C左右，由于燃料充分燃燒而又不需要水冷卻，使熱效率大幅度提高。同時(shí)，用陶瓷材料做發(fā)動(dòng)機(jī)，還可減輕汽車的

4、質(zhì)量。基礎(chǔ)自測(cè).判斷對(duì)錯(cuò) TOC o 1-5 h z (1)硅酸鹽材料屬于新型無機(jī)非金屬材料()(2)光導(dǎo)纖維具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性 ()(3)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料()【答案】(1) X (2) X (3) V.材料是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。制造水泥、玻璃都要用到的原料是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：49402096】A.石灰石B.純堿C.黏土D.石膏A 生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英，生產(chǎn)水泥以黏土和石灰石為主要原料，共同原料為石灰 石。.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材料B.紅色玻璃中含有氧化鉆C.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C

5、陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，A錯(cuò)；紅色玻璃中含有氧化亞銅，含有氧化鉆的玻璃呈藍(lán)色,B錯(cuò)；鋼化玻璃的原料與普通玻璃相同，C對(duì)；玻璃是混合物，D錯(cuò)。合作探究攻重難|探究點(diǎn)1|玻璃、陶瓷和水泥的比較硅酸鹽工業(yè)普通水泥普通玻璃陶瓷主要原料石灰后、黏土、后高純堿、石灰后、石英黏土生產(chǎn)階段和主要化學(xué)方程式磨細(xì) 原料士上與生料儂里熟料N 磨細(xì)成品原料迷膽按比例混合一叫熔化還加回成型 NaCO+ SiO2局溫A=Ns2SiO3+COTCaCO+ SiO2=aSiQ+ CQ T混合一成型一干燥一燒結(jié)一冷卻主要成分及種類硅酸三鈣(3CaO- SiO 2)硅酸二鈣(2CaO- SiO 2)鋁酸三鈣(3CaO-

6、Al 2O3)普通玻璃(Na2SiO3、CaSQ和S0)、石英玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼化玻璃種類：土器、陶 而千、凡右方、人口而乎 等主要性能有水硬性：跟水摻和 攪拌后凝固變硬、水 中也能硬化玻璃態(tài)物質(zhì)無固定熔點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)軟化抗氧化、耐酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣性強(qiáng)典型設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷窯共同特點(diǎn)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)雜的硅酸鹽關(guān)于玻璃成分與性質(zhì)的四點(diǎn)易錯(cuò)問題(1)制造玻璃的原料熔融后發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。制得的玻璃是混合物，沒有固定的熔(2)鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分完全相同。堿性試劑如NaOH液、NaCO溶液等不能用帶玻璃塞的試劑瓶

7、存放的原因：因?yàn)閴A性試劑能與玻璃塞的主要成分SiO2反應(yīng)，如2NaOHF SQ=NaSQ+HQ Na2SiO3具有黏合性, 將瓶塞和試劑瓶黏結(jié)在一起。(4)氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛放?？捎脷浞岬窨滩ＡЩy。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練.玻璃與人們的生產(chǎn)生活密切聯(lián)系。玻璃制品隨處可見?！緦?dǎo)學(xué)號(hào)：49402097】一般住宅的窗玻璃是普通玻璃，制造普通玻璃的主要原料 、粉碎后 放入玻璃窯中在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成玻璃，普通玻璃的成分是 、。(2)某玻璃中含Na。CaQ SiO2的質(zhì)量之比為31 ： 28 ： 180,此玻璃的組成為 (填選項(xiàng))。Na2O- CaO- 6H2SQ3Na2O- CaO- 6SiO22N

8、aO- 2CaO- 9SiO 26NaO- 6CaO- SiO 2(3)我們看到的普通玻璃，一般都呈淡綠色，這是因?yàn)樵现谢煊蠪e2+o在制玻璃的原料中，再加入下列物質(zhì)后，可制得各種不同用途的玻璃。A.氧化亞銅(CU2O)B.氧化鉆(CO2O3)C.氧化鉛(PbO)D.硼砂(Na 2BO 10H2O) TOC o 1-5 h z 制造化學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是()制造光學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是()制造藍(lán)色玻璃需加入的物質(zhì)是()制造紅色玻璃需加入的物質(zhì)是()【解析】 (1)記憶普通玻璃的原料和主要成分關(guān)鍵是記住生產(chǎn)普通玻璃的化學(xué)方程式：N&CO+高溫4力高溫-SiO2=Na2SiO3+COT

9、 和 CaCO-F SiO2=CaSiOs+COT。31 28 180(2)n(Na 2O) : n(CaO) ： n(SiO 2)=蒞：56:前=1 ： 1 ： 6。(3)硼砂玻璃能耐酸堿腐蝕；光學(xué)玻璃常加PbQ CaO為紅色；CqO為藍(lán)色。【答案】(1)純堿石灰石石英 CaSiO3 Na2SiO3 SQ(2)B(3)D C B A規(guī)律總結(jié)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氧化物和酸性氧化物所組成的復(fù)雜化合物。因此, 可以改寫為 aMXOy bSiO2 CH2O的方式。(1)氧化物書寫順序：活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水。(2)氧化物之

10、間以“ ”隔開，系數(shù)配置應(yīng)化為整數(shù)。(3)氧化物前面的系數(shù)只對(duì)該氧化物起作用，對(duì)其他氧化物不起作用。(4)用氧化物表示時(shí)，元素的化合價(jià)均保持不變。例如，硅酸鈉(Na2SiO3)： NaO- SiO2；高嶺土 Al 2Si 2Q(OH)4 : Al 203 - 2SiO2 2HQI探究點(diǎn)2|性能獨(dú)特的新型無機(jī)非金屬材料.新型無機(jī)非金屬材料的特性(1)能承受高溫，強(qiáng)度高例如，氮化硅陶瓷在 1 300 C左右的高溫下，仍具有很高的強(qiáng)度。(2)具有電學(xué)特性一些新型無機(jī)非金屬材料可以作絕緣體，有的可作半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體等。(3)具有光學(xué)特性有些新型無機(jī)非金屬材料能發(fā)出各色的光，有的能透過可見光，有的能

11、使紅外線、雷達(dá)射線穿過。(4)具有生物功能有些新型無機(jī)非金屬材料可制成人造牙齒、人造骨骼，已被應(yīng)用在醫(yī)療上。.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類及特性(1)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)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。(2)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類氧化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具有熔點(diǎn)很高、硬度高的優(yōu)點(diǎn)?？捎米髟鏊?、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓 鈉燈的燈管等。氮化硅陶瓷：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。可用于制造軸承、 汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。碳化硅陶瓷：具有熔點(diǎn)高、硬度大的優(yōu)點(diǎn)。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。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練.有關(guān)材料用途的說法中不正確的是

12、()A.氧化鋁陶瓷可用作高壓鈉燈的燈管.氮化硅陶瓷可用作陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的材料C.光導(dǎo)纖維可用作遙測(cè)遙控、照明等D.氧化鋁陶瓷可用作半導(dǎo)體材料D 本題考查氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷等新型無機(jī)非金屬材料的知識(shí)。氧化鋁陶瓷屬于高溫?zé)Y(jié)陶瓷，它具有高熔點(diǎn)、高硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半導(dǎo)體材料；氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨損、抗冷熱沖擊而不破裂、耐高溫、不易傳熱、抗腐蝕、高溫時(shí)也抗氧化等特性，可用作陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)材 TOC o 1-5 h z 料。光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，可用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基1.下列不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的是 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：49402098】A

13、.玻璃B.水泥C.光導(dǎo)纖維D.陶游C 玻璃、水泥、陶瓷屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品，光導(dǎo)纖維屬于新型無機(jī)非金屬材料。2.下列有關(guān)玻璃的說法錯(cuò)誤的是()A.它是N&CO、CaCO和SiO2熔化在一起所得到的物質(zhì)B.玻璃是一種混合物，沒有固定的熔化溫度C.玻璃中摻入AgBr和微量的CutO可制成變色玻璃D.玻璃能溶于水，其水溶液稱為水玻璃D 玻璃不會(huì)溶于水，水玻璃是N&Sid的水溶液。3.下列關(guān)于水泥的說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：49402099】A.水泥的主要成分為硅酸鈣B.水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂漿，是建筑時(shí)常用的黏合劑C.在具體的建筑中，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)要符合要求D.我國的三峽大壩所使用的水泥

14、的標(biāo)號(hào)應(yīng)是高標(biāo)號(hào)的水泥A 水泥的主要成分為硅酸二鈣(2CaO- SiO 2)、硅酸三鈣(3CaO SiO 2)和鋁酸三鈣(3CaO- Al 2O3)。4.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()A.電器中的絕緣瓷管驗(yàn)室中的堪竭C.實(shí)驗(yàn)室中的試管D.建筑上燒制的磚瓦C 實(shí)驗(yàn)室中的試管為玻璃制品，其余選項(xiàng)中均為陶瓷制品。瓷的發(fā)明是人類早期科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑，現(xiàn)在，陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和 生產(chǎn)中?！緦?dǎo)學(xué)號(hào)：49402100】(1)陶瓷不具有的性質(zhì)是。A.可導(dǎo)電B.耐酸堿C.抗氧化D.耐高溫實(shí)驗(yàn)室中最常用的坩堝是 ，熔融燒堿樣品做實(shí)驗(yàn)時(shí)一般選用 坩堝。在搪瓷和陶瓷器具表面的釉質(zhì)中含有極微量的Pb、 Cd 和 Sb 等有毒的金屬鹽類，為防止中毒，不能長期盛放下列物質(zhì)中的 。