资源描述
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。,第三节 玻璃、陶瓷和水泥,1.生产原料：_、 _、 _ 。 2生产设备： _。 3生产原理 主要反应为：_ _。,纯碱,石灰石,石英,玻璃窑,4化学成分 普通玻璃是_、_、_熔化在一起形成 的，主要成分是_。 5特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，_固定熔点，属于玻 璃态物质。 6特种玻璃：光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃。,Na2SiO3,CaSiO3,SiO2,SiO2,无,1. 生产原料：_。 2主要性能：陶瓷具有_ 、抗酸碱腐蚀、 _、 绝缘、易成型等优点。,黏土,抗氧化,耐高温,1. 生产原料：_和_、适量石膏。 2水泥的生产过程 3性质：水泥具有_性。 4用途 (1)水泥砂浆： _、 _和水的混合物。 (2)混凝土： _、 _和_的混合物。,水硬,水泥,沙子,水泥,沙子,碎石,石灰石,黏土,(1)成分：高纯度的_(石英玻璃)。 (2)用途：制作_。 (1)新型陶瓷的种类 如_陶瓷、_陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷等。 (2)用途 高温结构陶瓷可制造_，新型陶瓷可用于航空航天。,1.光导纤维,2.新型陶瓷,SiO2,光缆,超硬,高温结构,发动机,钢化玻璃和普通玻璃成分有何不同？ 提示 二者成分完全相同。 陶与瓷有什么异同？ 提示 共同点：都是硅酸盐产品； 不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。 水泥中加入石膏的目的是什么？ 提示 调节水泥的硬化速度。,【慎思1】,【慎思2】,【慎思3】,为什么碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶存放？ 提示 因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应，如2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。 水泥在储存和运输过程中应注意什么？ 提示 由于水泥具有很强的吸水能力，能吸收空气中的水分并与之发生化学反应，故储存和运输过程中要注意防水、防潮。,【慎思4】,【慎思5】,1玻璃的种类很多，主要是普通玻璃。生产普通玻璃 的主要原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英 (SiO2)。 2制造玻璃的设备为玻璃窑。,普通玻璃的主要成分为硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)和二氧化硅(SiO2)。 普通玻璃的组成用氧化物的形式表示为Na2OCaO6SiO2，则三种原料的物质的量比n(Na2CO3)n(CaCO3)n(SiO2)116，质量比为m(Na2CO3)m(CaCO3)m(SiO2)5350180。 说明 在原料中，SiO2的用量是比较大的，故玻璃成分中有SiO2。,4,(1)从物质分类角度看，玻璃属于混合物，因此玻璃没有固定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化。在软化状态时，可以被吹制成各种形状的物品。 (2)普通的平板玻璃具有非常平的光滑表面，是很好的采光、防风、保暖材料，主要用作门窗玻璃和玻璃幕墙。 玻璃的种类及性能 玻璃的种类很多，除普通玻璃外，还有光学玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等。 (1)铅玻璃(加入PbO)折光率高，常用于制造眼镜片、望远镜和显微镜的透镜等。,5玻璃的特点,6,(2)有色玻璃是在制普通玻璃的原料里加入某些金属氧化物制成的。有色玻璃的颜色由加入物质的颜色决定，如加氧化钴(Co2O3)呈蓝色，加氧化亚铜(Cu2O)呈红色等。 (3)钢化玻璃是把普通玻璃放入钢化炉中加热，使其软化，然后迅速冷却而制成。,与普通玻璃具有相同组成的是 ( )。 A钢化玻璃 B光学仪器玻璃 C石英玻璃 D有色玻璃 解析 钢化玻璃是把普通玻璃放入钢化炉里加热变软后急剧冷却，好像钢淬火一样，所以叫钢化玻璃，因此它和普通玻璃成分相同，光学仪器玻璃是在制玻璃的原料中多加了氧化铅；有色玻璃是在生产玻璃的原料中掺入某些金属氧化物，使之均匀地分散在玻璃态的物质中，比如加入Co2O3制得蓝色钴玻璃；石英玻璃的主要成分是二氧化硅。 答案 A,【例1】,下列关于钢化玻璃的叙述，错误的是 ( )。 A它是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的物质 B是把普通玻璃放在钢化炉里加热，使之软化，然后急速 冷却制得的 C它是具有空间网状结构的原子晶体，硬度很大，熔点也 很高 D它的机械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎，且破碎 时，碎块没有尖利的棱角 解析 钢化玻璃与普通玻璃的成分相同，并不是纯净物，不是原子晶体；它是普通玻璃经热处理得到的，机械强度要比普通玻璃大。 答案 C,【体验1】,1主要原料：黏土。 2反应原理：复杂的物理、化学变化。 3制造过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却。 4陶瓷种类：根据原料、烧制温度等的不同，主要分为 土器、陶器、瓷器、炻器等。 说明 我国陶都：宜兴；瓷都：景德镇。,5彩釉的制作 在烧制前的坯体上涂上彩釉(在普通釉料中加入一些重 金属离子)，涂上彩釉的陶瓷制品绚丽多彩、表面光 滑、不渗水。 6主要特征：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝 缘、易成型等特点。 7主要用途：餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺 品等。,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，其余均为陶瓷制品。 答案 C 点评 可用以下方法区分陶瓷制品和玻璃制品：(1)看密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。(2)酒精灯加热玻璃管后会变软，而陶瓷不会变软。(3)玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。,【例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，不能长期盛放下列物质的是_。 A食用植物油 B酱油 C食醋 D酒,【体验2】,解析 (1)陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等特点。 (2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚，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、镉等金属造成重金属离子中毒。 答案 (1)A (2)瓷坩埚 铁 (3)C,1主要原料：石灰石、黏土。 2主要设备：水泥回转窑。 3生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在 窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料，再加入适量石 膏磨成细粉，即得普通水泥。 4反应原理：复杂的物理、化学变化。 5主要成分：硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙 (2CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)。 6重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。 储存时应注意防水。,主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。 注意：(1)石膏的作用：调节水泥硬化时间。 (2)水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。 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均易被酸腐蚀。水泥制品也要防酸腐蚀。,7,下列说法中正确的是 ( )。 A生产水泥时，在熟料中加入适量的石膏可以调节水泥的 硬化速度 B水泥在水中能硬化，但在空气中不会硬化 C水泥和水搅拌后生成不同的水合物，要吸收一定的热量 D水泥是一种化合物 解析 水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中也有水蒸气，B错；水泥和水搅拌后生成的并非水合物，C错；水泥是混合物，D错。 答案 A,【例3】,下列不属于普通水泥主要成分的是 ( )。 A硅酸钙 B硅酸二钙 C硅酸三钙 D铝酸三钙 解析 普通水泥的主要成分是硅酸二钙(2CaOSiO2)、硅酸三钙(3CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)。 答案 A,【体验3】,(1)制作：从高纯度的SiO2(或称石英玻璃)熔融体中，抽出直径为100 m(1 m106 m)的细丝，就得到石英玻璃纤维，又称光导纤维，简称光纤，将许多根经过技术处理的光纤绕在一起就得到光缆。 (2)光导纤维的优良性能和重要用途 光缆的抗干扰性能好，通信质量高，能防窃听；光缆的质量小而且细，耐腐蚀，铺设也很方便。 利用光缆通信，能同时传播大量信息。光导纤维除了可以用于通信外，还可以用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等许多方面。,1光导纤维,2高温结构陶瓷 (2)高温结构陶瓷的优点：耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。 (3)高温结构陶瓷在汽车制造业中的应用 用高温结构陶瓷制造发动机，发动机的工作温度能稳定在1 300 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。,有关材料用途的说法中不正确的是 ( )。 A氧化铝陶瓷可用作高压钠灯的灯管 B氮化硅陶瓷可用作陶瓷发动机的材料 C光导纤维可用作遥测遥控、照明等 D氧化铝陶瓷可用作半导体材料 解析 本题考查氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等新型无机非金属材料的知识。氧化铝陶瓷属于高温烧结陶瓷，它具有高熔点、高硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半导体材料；氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨损、抗冷热冲击而不破裂、耐高温、不易传热、抗腐蚀、高温时也抗氧化等特性，可用作陶瓷发动机材料。光导纤维传导光的能力非常强，可用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。 答案 D,【例4】,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氮化硅陶瓷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有机纤维 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,【体验4】,解析 高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身还具有很多优点，如耐高温、高硬度、不怕氧化等，所以A项错误；氮化硅陶瓷是重要的结构材料，有许多优点，如耐腐蚀性较强，但却可以跟氢氟酸反应，所以B项错误；光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，且抗干扰能力好，不发生电辐射，能防窃听等，但不是有机纤维。 答案 D,变色玻璃内部含有AgBr(或AgCl)和微量CuO，用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片。变色玻璃的变色原理是什么？ _。 解析 在玻璃中加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒，经过适当的热处理可以制成变色玻璃。其变色原理：,实验探究九 变色玻璃变色的原理,答案 含有AgBr(或AgCl)和微量CuO的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的AgBr发生分解，产生银原子。当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收，原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在CuO的催化作用下，银原子和溴原子又会结合成AgBr。于是，玻璃又会变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。,
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