2015-2016学年高中化学33玻璃陶瓷和水泥课件新人教版选修1

第三节玻璃、陶瓷和水泥XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页学习目标思维脉络1.了解玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。2.了解调整玻璃的化学组成和对玻璃进行各种工艺处理。陶器的发明对于人类的重要意义。了解水泥的强度等级和存放时的注意事项等。3.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途,了解新型材料在高新科技领域中的广泛应用。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二一、传统硅酸盐工业主要产品的对比硅酸盐工业普通水泥普通玻璃陶瓷主要原料石灰石、黏土、石膏纯碱、石灰石、石英黏土生产阶段原料生料熟料成品原料按比例混合熔化成型Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶器XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二主要成分或种类硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)、石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃种类:陶器、瓷器、炻器等主要性能有水硬性:与水掺和、搅拌后凝固变硬,在水中也能硬化玻璃态物质,无固定熔点,在一定温度范围内软化抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘性强典型设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑共同特点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XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练1根据普通玻璃、普通水泥和普通陶瓷的生产过程,总结出硅酸盐工业的一般特点是()①原料一定是含硅元素的物质②生成物是硅酸盐③反应条件是高温④发生复杂的物理、化学变化A.①②B.①②③C.①③④D.①②③④解析:硅酸盐工业的主要特点是生产原料是含有硅元素的物质;生产产品的物质类型属于硅酸盐;使物质发生变化的条件是高温;物质变化的类型,既有物理变化,又有多种复杂的化学变化。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二二、玻璃和陶瓷的新发展1.光导纤维主要成分:SiO2主要性能:传导光的能力特别强,抗干扰性能好,通信质量高,防窃听,质量小而细,耐腐蚀,铺设方便用途:制作光缆,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等方面XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二2.高温结构陶瓷性能:耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小种类:氮化硅、氧化铝、碳化硅、二氧化锆(ZrO2)等用途:高温结构陶瓷可制造发动机,新型陶瓷可用于航空航天XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练2判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)硅酸盐材料属于新型无机非金属材料()(2)光导纤维具有很强的导电性()(3)高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料()(4)新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等()(5)氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,也属于高温结构材料()(6)石英玻璃纤维即光导纤维(简称光纤),光纤的成分是SiO2()答案:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四探究一玻璃问题导引为什么可用玻璃瓶盛放强碱溶液,但瓶口不能使用磨砂玻璃塞?提示玻璃的主要成分之一是二氧化硅,二氧化硅能与强碱溶液反应生成具有黏结性,可作黏合剂的硅酸盐,反应的化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。通常的玻璃制品(如玻璃瓶)表面光滑致密,在常温下与强碱溶液反应极为缓慢。玻璃瓶口用玻璃塞时,为了吻合严密、密封性好,对瓶口的内壁和瓶口塞的外壁都要做磨砂处理。玻璃磨砂后,表面不再光滑致密,能与强碱溶液缓慢地发生反应。反应不仅使玻璃腐蚀,而且生成的硅酸盐将瓶口和瓶塞黏结在一起,很难打开。实验室中若用玻璃瓶盛放强碱溶液、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液等碱性溶液,不能用玻璃塞,而要用橡胶塞或塑料塞。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四名师精讲种类特性用途普通玻璃熔点较低窗玻璃、玻璃瓶等石英玻璃用较纯的石英为原料,膨胀系数小,耐酸碱,强度大,绝缘化学仪器、高压水银灯、紫外线杀毒灯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玻璃中加PbO透光性能好,有折光性和色散性眼镜片、照相机、显微镜、望远镜及凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热吸声、防虫蛀宇航员的衣服等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、密度小、抗震裂等运动器材,汽车、火车窗玻璃有色玻璃加入金属氧化物红色:Cu2O蓝色:Co2O3工艺品、窗玻璃XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四例题1玻璃与人们的生产生活密切联系。玻璃制品随处可见。(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是、、,粉碎后按一定比例混合放入熔炉中在高温下发生反应生成玻璃,普通玻璃的成分是、、。(2)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的质量之比为31∶28∶180,此玻璃的组成为(填选项)。A.Na2O·CaO·6H2SiO3B.Na2O·CaO·6SiO2C.2Na2O·2CaO·9SiO2D.6Na2O·6CaO·SiO2XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四(3)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。解析:Na2O、CaO、SiO2的质量比为31∶28∶180,则其物质的量之比为1∶1∶6,化学仪器是硼酸盐玻璃,光学仪器是铅玻璃,蓝色玻璃含Co2O3,红色玻璃含Cu2O。答案:(1)石英砂纯碱石灰石Na2SiO3CaSiO3SiO2(2)B(3)①D②C③B④AXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四知识总结玻璃的化学性质玻璃具有相对强的化学稳定性,如KMnO4溶液、浓硝酸等强氧化剂,硫酸、盐酸等强酸,水、乙醇、四氯化碳等溶剂均不能与玻璃发生反应或物理溶解。但是,在常温下,玻璃易被氢氟酸腐蚀;磨砂玻璃或玻璃粉在常温下也较易被强碱腐蚀。这些“腐蚀”过程的主要化学反应为SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四􀎥变式训练1􀎥下列关于普通玻璃的叙述中,正确的是()A.它是人类最早使用的硅酸盐材料B.红色玻璃中含氧化亚铜C.它在加热熔化时有固定的熔点D.无色玻璃是纯净物解析:陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料;Cu2O为红色物质,掺入后玻璃显红色;玻璃为混合物,无固定熔点。答案:BXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四探究二陶瓷问题导引与陶器比起来,瓷器的表面很光滑、明亮,因此看起来也更漂亮。你知道这是什么原因吗?提示陶器和瓷器从化学组成上来看差别并不大,它们分类依据主要是从原料、烧制温度、工艺、产品外观上存在的差别。陶器瓷器原材料陶器烧制的原料是黏土瓷器烧制的原料为高岭土等矿物质原料烧制温度陶器的烧制温度一般在950℃左右瓷器的烧制温度约在1200℃左右质地陶器质地疏松,有一定吸水性瓷器质地密实,不透水XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四陶器与瓷器相比,瓷器制造时所用的原料含杂质少,烧制时使用的温度更高,具有胚体细腻、强度较高等优点,制造工序更复杂。通过瓷器和陶器的比较,可以看出瓷器比陶器更好,这一点也告诉我们好的东西多数要经过更多的努力才能得到。名师精讲陶瓷产品具有抗氧化性,耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等特点,主要用于餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺品等方面。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四例题2陶瓷的发明是人类早期科学技术发展史上的一个重要的里程碑,现在,陶瓷已广泛应用于生活和生产中。(1)陶瓷不具有的性质是。A.可导电B.耐酸碱C.抗氧化D.耐高温(2)实验室中最常用的坩埚是,熔融烧碱样品做实验时一般选用坩埚。(3)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的Pb、Cd和Sb等有毒的金属盐类,为防止中毒,下列物质不能长期盛放的是。A.食用植物油B.酱油C.食醋D.酒(4)工业上制备陶瓷的主要原料是,我国陶都的陶器和瓷都的瓷器在世界上享有盛名。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四解析:(1)陶瓷的主要特性有:抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。(2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚,但加热时,NaOH能与瓷坩埚反应,所以熔融烧碱时,一般用铁坩埚。(3)食醋的主要成分是醋酸,能溶解铅、镉等金属造成人们重金属离子中毒。(4)工业制陶瓷的主要原料是黏土。答案:(1)A(2)瓷坩埚铁(3)C(4)黏土宜兴景德镇学习感悟陶瓷是人类第一次学会用黏土等天然物为原料,通过物理方法和化学反应制造出来的一种有用的人造材料。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四􀎥变式训练2􀎥陶瓷已广泛应用于生活和生产中,下列不属于陶瓷制品的是()A.电器中的绝缘瓷管B.实验室中的坩埚C.实验室中的试管D.建筑上烧制的砖瓦解析:实验室中的试管为玻璃制品,其余选项均为陶瓷制品。答案:CXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四探究三水泥问题导引水泥是如何确定标号的?提示将1∶3的水泥、标准砂(福建平潭白石英砂)及规定的水,按照规定的方法与水泥拌制成软练胶砂,制成7.07×7.07×7.07厘米的立方体抗压试块与“8”字形抗拉试块,在标准条件下进行养护,分别测定其3天、7天及28天的抗压强度和抗拉强度,以分组试块的28天平均抗压强度来确定水泥的标号,但3天、7天的抗压强度也必须满足规定的要求。在我国现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法》规定,是以1∶2.5的水泥和标准砂,制成4cm×4cm×16cm的标准试件。生产不同标号的水泥,是为了适应制作不同标号的混凝土的需要。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究四水泥的强度等级是水泥强度大小的标志