人教版高中化学(选修11)教学课件:33玻璃、陶瓷和水泥.ppt
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- 选修11 人教版 高中化学 选修 11 教学 课件 33 玻璃 陶瓷 水泥
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1、第三节玻璃、陶瓷和水泥学习学习目标目标1.1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。产原料及用途。2.2.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。性能与用途。一、玻璃一、玻璃1.1.玻璃的生产:玻璃的生产:纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英 玻璃窑玻璃窑NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,高温高温CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2 高温高温SiOSiO2 2、CaSi
2、OCaSiO3 3、NaNa2 2SiOSiO3 32.2.玻璃的主要性能:玻璃不是晶体,称作玻璃的主要性能:玻璃不是晶体,称作_,_的熔点,在一定温度范围内逐渐软化;硬度大,质脆。的熔点,在一定温度范围内逐渐软化;硬度大,质脆。玻璃态物质玻璃态物质没有没有一定一定3.3.几种特殊的玻璃:几种特殊的玻璃:种类种类制作方法制作方法性能和用途性能和用途硼酸盐玻硼酸盐玻璃璃在普通玻璃的原料在普通玻璃的原料中加入中加入B B2 2O O3 3提高化学稳定性,降低热膨胀提高化学稳定性,降低热膨胀系数,使其更耐高温和抗化学系数,使其更耐高温和抗化学腐蚀,可用于制造高级的化学腐蚀,可用于制造高级的化学反应容
3、器反应容器光学玻璃光学玻璃在玻璃原料中加入在玻璃原料中加入_折光率高,可用来制造眼镜片,折光率高,可用来制造眼镜片,照相机、望远镜和显微镜中的照相机、望远镜和显微镜中的透镜等透镜等PbOPbO种类种类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在玻璃原料中加入在玻璃原料中加入某些金属氧化物某些金属氧化物加入加入CoCo2 2O O3 3的玻璃呈的玻璃呈_,加入,加入CuCu2 2O O的玻璃呈的玻璃呈_,含有,含有FeFe2+2+的普通玻璃呈淡绿色的普通玻璃呈淡绿色钢化玻璃钢化玻璃把普通玻璃在高温把普通玻璃在高温下加热,然后用冷下加热,然后用冷风急吹降温风急吹降温机械强度大,抗震裂、不
4、易破机械强度大,抗震裂、不易破碎。一旦破碎,碎块没有尖锐碎。一旦破碎,碎块没有尖锐的棱角。常用于制造汽车或火的棱角。常用于制造汽车或火车的车窗等车的车窗等蓝色蓝色红色红色二、陶瓷二、陶瓷1.1.生产原料:生产原料:_,其主要成分可表示为,其主要成分可表示为AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O。2.2.手工制造陶器的一般过程:混合手工制造陶器的一般过程:混合_干燥干燥_冷冷却却陶器。陶器。3.3.主要性能:陶瓷具有主要性能:陶瓷具有_、抗酸碱腐蚀、抗酸碱腐蚀、_、绝、绝缘、易成型等许多优点。缘、易成型等许多优点。4.4.主要用途:陶瓷多用于制造餐具、砖瓦、化学仪器
5、、电绝缘主要用途:陶瓷多用于制造餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺品等。器、工艺品等。黏土黏土成型成型烧结烧结抗氧化抗氧化耐高温耐高温三、水泥三、水泥1.1.生产原料:主要原料:生产原料:主要原料:_,辅助原料:,辅助原料:_。2.2.生产过程:生产过程:石灰石和黏土石灰石和黏土石膏石膏水泥回转窑水泥回转窑3.3.主要成分:主要成分:_(3CaO_(3CaOSiOSiO2 2)、_(2CaO_(2CaOSiOSiO2 2)和和_(3CaO_(3CaOAlAl2 2O O3 3)等。等。4.4.性质:性质:(1)(1)水硬性,是指将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易水硬性,是指将水泥与水掺和、
6、搅拌并经静置后很容易_。(2)(2)吸水能力强,故吸水能力强,故_长期存放且注意长期存放且注意_。5.5.用途:用途:(1)(1)水泥砂浆:水泥砂浆:_、_和水的混合物。和水的混合物。(2)(2)混凝土:混凝土:_、_和和_的混合物。的混合物。硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙凝固变硬凝固变硬不能不能防潮防潮水泥水泥沙子沙子水泥水泥沙子沙子碎石碎石6.6.水泥的质量指标:我国的三个强度等级水泥的质量指标:我国的三个强度等级(42.5(42.5、52.552.5和和62.5)62.5)表示水泥的性能,等级越高,性能越好。表示水泥的性能,等级越高,性能越好。四、玻璃和陶瓷的新发展四、
7、玻璃和陶瓷的新发展1.1.光导纤维光导纤维(简称简称_)_):(1)(1)成分:成分:_(_(石英玻璃石英玻璃)。(2)(2)用途:制作用途:制作_,还用于医疗、信息处理、传能传像、,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等方面。遥测遥控和照明等方面。(3)(3)性能:抗干扰性能好,通信质量高,能防窃听,质量小而性能:抗干扰性能好,通信质量高,能防窃听,质量小而且细,耐腐蚀,铺设方便。且细,耐腐蚀,铺设方便。光纤光纤SiOSiO2 2光缆光缆2.2.高温结构陶瓷:高温结构陶瓷:(1)(1)特殊功能陶瓷的种类:如特殊功能陶瓷的种类:如_陶瓷、陶瓷、_陶瓷、生陶瓷、生物陶瓷和超导陶瓷等。物
8、陶瓷和超导陶瓷等。(2)(2)高温结构陶瓷的类别:主要有高温结构陶瓷的类别:主要有_陶瓷,陶瓷,_陶瓷,陶瓷,_陶瓷和陶瓷和_陶瓷。陶瓷。(3)(3)用途:高温结构陶瓷可制造发动机;新型陶瓷可用于制作用途:高温结构陶瓷可制造发动机;新型陶瓷可用于制作航天飞机的保护片。航天飞机的保护片。超硬超硬高温结构高温结构氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4)氧化氧化铝铝(Al(Al2 2O O3 3)碳化硅碳化硅(SiC(SiC)二氧化锆二氧化锆(ZrO(ZrO2 2)1.1.传统硅酸盐工业主要产品的对比:传统硅酸盐工业主要产品的对比:硅酸盐硅酸盐工业产品工业产品水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷主要原料主要
9、原料石灰石、石灰石、黏土、石膏黏土、石膏纯碱、石灰石、石纯碱、石灰石、石英英黏土黏土生产阶段生产阶段混合混合成型成型干燥干燥烧烧结结冷却冷却陶器陶器硅酸盐硅酸盐工业产品工业产品水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷主要成分主要成分或种类或种类硅酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙、硅酸二钙、铝酸三钙铝酸三钙普通玻璃普通玻璃(Na(Na2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3和和SiOSiO2 2)、石、石英玻璃、光学玻璃、英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃钢化玻璃陶器、瓷器陶器、瓷器等等主要主要性能性能有水硬性、有水硬性、水中也能硬水中也能硬化化玻璃态物质无固定熔玻璃态物质无固定熔点,在一定温度范围点,在一定温度
10、范围内软化内软化抗氧化、抗抗氧化、抗酸碱腐蚀、酸碱腐蚀、耐高温、绝耐高温、绝缘、易成型缘、易成型典型典型设备设备水泥回转窑水泥回转窑玻璃窑玻璃窑陶瓷窑陶瓷窑共同共同特点特点高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化,冷高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化,冷却后成为复杂的硅酸盐却后成为复杂的硅酸盐2.2.关于玻璃的四个易错问题:关于玻璃的四个易错问题:(1)(1)制造玻璃的原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化,制造玻璃的原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化,制得的玻璃是混合物,没有固定的熔点。制得的玻璃是混合物,没有固定的熔点。(2)(2)碱性试剂如碱性试剂如NaOHNaOH溶液、溶液、
11、NaNa2 2COCO3 3溶液等不能用带玻璃塞的试溶液等不能用带玻璃塞的试剂瓶存放,是因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分剂瓶存放,是因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiOSiO2 2反应,反应,如如2NaOH+SiO2NaOH+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O,NaNa2 2SiOSiO3 3具有黏合性,将瓶塞具有黏合性,将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。和试剂瓶黏结在一起。(3)(3)钢化玻璃的主要成分与普通玻璃的主要成分完全相同。钢化玻璃的主要成分与普通玻璃的主要成分完全相同。(4)(4)氢氟酸能腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛放。可用氢氟酸雕刻氢氟酸能腐蚀玻璃,不能用
12、玻璃瓶盛放。可用氢氟酸雕刻玻璃花纹。玻璃花纹。3.3.水泥使用的注意事项:水泥使用的注意事项:(1)(1)注意防水、防潮,一定要在保质期内使用。注意防水、防潮,一定要在保质期内使用。(2)(2)所用的水泥强度等级要符合要求。所用的水泥强度等级要符合要求。(3)(3)使用水泥时加入的水应选用洁净的淡水,不得含有油脂类使用水泥时加入的水应选用洁净的淡水,不得含有油脂类或糖类物质。或糖类物质。(4)(4)水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染,散装水泥要用专水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染,散装水泥要用专用车辆运输。用车辆运输。(5)(5)搅和后的混凝土应及时浇筑,放置时间不应超过搅和后的混凝土应及时
13、浇筑,放置时间不应超过2 2小时。小时。严禁将已终凝的混凝土重新搅和使用。严禁将已终凝的混凝土重新搅和使用。(6)(6)要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配,正确使用。要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配,正确使用。(7)(7)混凝土浇筑后应及时养护,保持混凝土湿润。夏季高温季混凝土浇筑后应及时养护,保持混凝土湿润。夏季高温季节要注意防止阳光曝晒,增加浇水养护次数;冬季低温季节应节要注意防止阳光曝晒,增加浇水养护次数;冬季低温季节应采取保温措施,避免混凝土受冻。养护时间一般不得少于采取保温措施,避免混凝土受冻。养护时间一般不得少于7 7天。天。4.4.常见高温结构陶瓷:常见高温结构陶瓷
14、:(1)(1)氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点高、硬度大的优点。氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点高、硬度大的优点。可用于制作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。可用于制作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。(2)(2)氮化硅陶瓷:具有硬度极大、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化等氮化硅陶瓷:具有硬度极大、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。具、发动机部件等。(3)(3)碳化硅陶瓷:具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工碳化硅陶瓷:具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、
15、原子能工业、宇航工业等。农业生产、原子能工业、宇航工业等。类型一类型一 硅酸盐材料的组成、性质和用途硅酸盐材料的组成、性质和用途【示范题【示范题1 1】玻璃与人们的生产生活密切联系,玻璃制品随处玻璃与人们的生产生活密切联系,玻璃制品随处可见。可见。(1)(1)一般住宅的窗玻璃是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料一般住宅的窗玻璃是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是是_、_、_,将原料粉碎后放,将原料粉碎后放入玻璃窑中在高温下发生反应生成玻璃,普通玻璃的成分是入玻璃窑中在高温下发生反应生成玻璃,普通玻璃的成分是_、_、_。(2)(2)某玻璃中含某玻璃中含NaNa2 2O O、CaOCaO、SiOSi
16、O2 2的质量之比为的质量之比为31281803128180,此玻璃的组成为此玻璃的组成为(填选项填选项)_)_。A.NaA.Na2 2O OCaOCaO6H6H2 2SiOSiO3 3B.NaB.Na2 2O OCaOCaO6SiO6SiO2 2C.2NaC.2Na2 2O O2CaO2CaO9SiO9SiO2 2D.6NaD.6Na2 2O O6CaO6CaOSiOSiO2 2(3)(3)我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为原料中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混有FeFe2+2+。在制玻璃的原料中,再加入下列物质后,可制得各。在制玻璃的原料中,再加入下列物质
17、后,可制得各种不同用途的玻璃。种不同用途的玻璃。A.A.氧化亚铜氧化亚铜(Cu(Cu2 2O)O)B.B.氧化钴氧化钴(Co(Co2 2O O3 3)C.C.氧化铅氧化铅(PbO(PbO)D.D.硼砂硼砂(Na(Na2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O)O)制造化学仪器的玻璃需加入的物质制造化学仪器的玻璃需加入的物质()制造光学仪器的玻璃需加入的物质制造光学仪器的玻璃需加入的物质()制造蓝色玻璃需加入的物质是制造蓝色玻璃需加入的物质是()制造红色玻璃需加入的物质是制造红色玻璃需加入的物质是()【解题指南【解题指南】解答本题时要注意以下两点:解答本题时要注意以下两点:(1)(1)了
18、解玻璃制造的原料及生产原理;了解玻璃制造的原料及生产原理;(2)(2)明确特殊玻璃与一般玻璃的成分区别。明确特殊玻璃与一般玻璃的成分区别。【解析【解析】(1)(1)记忆普通玻璃的原料和主要成分关键是记住生产记忆普通玻璃的原料和主要成分关键是记住生产普通玻璃的反应方程式:普通玻璃的反应方程式:NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2和和CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2。(2)n(Na(2)n(Na2 2O)n(CaO)n(SiOO)n(CaO)n(SiO2 2)=116)=
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