高中化学教学课件：玻璃、陶瓷和水泥.ppt

1、第三节玻璃、陶瓷和水泥第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料 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

2、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？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。常见硅酸盐产品的比较常见硅酸盐产品的比较比较内容玻璃(普通玻璃)陶瓷水泥原料_、_、_、_、石膏设备_条件_主要反应Na2CO3SiO2 _ CaCO3SiO2 _复杂的_变化复杂的_变化比较内容玻璃(普通玻璃)陶瓷水泥产品主要成份_ _或 Na2OCaO6SiO2_产品特性无固定_抗_、抗酸碱腐蚀、耐_、绝缘、易成型等具有_性吸水能力强 答

3、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 Na2SiO3CO2 CaSiO3CO2物理、化学物理、化学Na2SiO3CaSiO3SiO23CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3熔点氧化高温水硬=高温=高温 综合拓展综合拓展一、几种玻璃的特性和用途 种类特性用途普通玻璃在某个温度范围内逐渐软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等硼酸盐玻璃化学稳定性好，热膨胀系数低，耐高温和抗化学腐蚀高级的化学仪器光学玻璃透光性能好，折光率高眼镜片、照相机、望远镜和显微镜的透镜钢化玻璃强度大、抗震裂，不易破碎汽车、火车的车窗等二、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

4、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。尝试应用尝试应用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

5、易被腐蚀。答案：D玻璃和陶瓷的新发展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(

6、3)发动机综合拓展综合拓展三、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。尝试应用尝试应用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2 050，可制作耐高温设备。答案：B一、硅酸盐材料的组成、结构

7、、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)。ANa2OCaO6H2SiO3 BNa2OCaO6SiO2C2Na2O2CaO9SiO2 D6

8、Na2O6CaOSiO2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：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2和CaCO3SiO2 CaSiO3CO2，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)B=高温=高温 变式应用变式应用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)

9、B氧化钴(Co2O3)C氧化铅(PbO)D硼砂(Na2B4O710H2O)(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 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

10、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_。(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A族，Si元素则位于元素周期表第三周期第A 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、

11、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。答案：(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N412HF 3SiF44NH3(4)3SiCl42N26H2 Si3N412HCl变式应用变式应用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

12、SiO2，而纤维素属于天然高分子化合物。答案：D水平测试水平测试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能力提升能力提升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()KOH溶液Na2CO3溶液(呈碱性)盐酸氢氟酸澄清石灰水硝酸NaOH溶液A BC D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祝您