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、生产原料及原料及 用途。用途。2了解光了解光导纤维和高温和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用构陶瓷等新型材料的性能与用 途。途。第三节第三节 玻璃、陶瓷和水泥玻璃、陶瓷和水泥1.生生产原料：原料：_、 _、 _ 。2生生产设备： _。3生产原理生产原理 主要反主要反应为：_ _。笃学笃学一一玻璃玻璃纯碱碱石灰石石灰石石英石英玻璃窑玻璃窑4化学成分化学成分 普通玻璃是普通玻璃是_、_、_熔化在一起形成熔化在一起形成 的，主要成分是的，主要成分是_。5特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，_固定熔点，属于玻固定熔点，属于玻 璃态物质。璃态物质。6特种玻璃：光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃。特种玻璃：光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃。Na2SiO3CaSiO3SiO2SiO2无无1. 生生产原料：原料：_。2主要性能：陶瓷具有主要性能：陶瓷具有_ 、抗酸碱腐、抗酸碱腐蚀、 _、 绝缘、易成型等、易成型等优点。点。笃学二笃学二陶瓷陶瓷黏土黏土抗氧化抗氧化耐高温耐高温1. 生生产原料：原料：_和和_、适量石膏。、适量石膏。2水泥的生产过程水泥的生产过程3性性质：水泥具有：水泥具有_性。性。4用途用途 (1)水泥砂水泥砂浆： _、 _和水的混合物。和水的混合物。 (2)混凝土：混凝土： _、 _和和_的混合物。的混合物。笃学三笃学三水泥水泥水硬水硬水泥水泥沙子沙子水泥水泥沙子沙子碎石碎石石灰石石灰石黏土黏土(1)成分：高成分：高纯度的度的_(石英玻璃石英玻璃)。(2)用途：制作用途：制作_。(1)新型陶瓷的种新型陶瓷的种类如如_陶瓷、陶瓷、_陶瓷、生物陶瓷、超陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷等。陶瓷等。(2)用途用途高温高温结构陶瓷可制造构陶瓷可制造_，新型陶瓷可用于航空航天。，新型陶瓷可用于航空航天。笃学四笃学四玻璃和陶瓷的新发展玻璃和陶瓷的新发展1.光导纤维光导纤维2.新型陶瓷新型陶瓷SiO2光光缆超硬超硬高温高温结构构发动机机钢化玻璃和普通玻璃成分有何不同？化玻璃和普通玻璃成分有何不同？提示提示二者成分完全相同。二者成分完全相同。陶与瓷有什么异同？陶与瓷有什么异同？提示提示共同点：都是硅酸盐产品；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、质地等方不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。面有区别。水泥中加入石膏的目的是什么？水泥中加入石膏的目的是什么？提示提示调节水泥的硬化速度。调节水泥的硬化速度。【慎思慎思1】【慎思慎思2】【慎思慎思3】为什么碱性什么碱性试剂如如NaOH溶液、溶液、Na2CO3溶液不能用溶液不能用带玻璃塞的玻璃塞的试剂瓶存放？瓶存放？提示提示因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应，如反应，如2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O，Na2SiO3具有黏合性，具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。水泥在水泥在储存和运存和运输过程中程中应注意什么？注意什么？提示提示由于水泥具有很强的吸水能力，能吸收空气中的水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、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。防潮。【慎思慎思4】【慎思慎思5】1玻璃的种玻璃的种类很多，主要是普通玻璃。生很多，主要是普通玻璃。生产普通玻璃普通玻璃 的主要原料是的主要原料是纯碱碱(Na2CO3)、石灰石、石灰石(CaCO3)和石英和石英 (SiO2)。2制造玻璃的制造玻璃的设备为玻璃窑。玻璃窑。要点一要点一 | 玻玻 璃璃普通玻璃的主要成分普通玻璃的主要成分为硅酸硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸、硅酸钙(CaSiO3)和二氧化硅和二氧化硅(SiO2)。普通玻璃的普通玻璃的组成用氧化物的形式表示成用氧化物的形式表示为Na2OCaO6SiO2，则三种原料的物三种原料的物质的量比的量比n(Na2CO3) n(CaCO3) n(SiO2)1 1 6，质量比量比为m(Na2CO3) m(CaCO3) m(SiO2)53 50 180。说明说明在原料中，在原料中，SiO2的用量是比较大的，故玻璃成分中的用量是比较大的，故玻璃成分中有有SiO2。4(1)从物从物质分分类角度看，玻璃属于混合物，因此玻璃没有固角度看，玻璃属于混合物，因此玻璃没有固定的熔点，只是在某一温度范定的熔点，只是在某一温度范围内逐内逐渐软化。在化。在软化状化状态时，可以被吹制成各种形状的物品。，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、普通的平板玻璃具有非常平的光滑表面，是很好的采光、防防风、保暖材料，主要用作、保暖材料，主要用作门窗玻璃和玻璃幕窗玻璃和玻璃幕墙。玻璃的种类及性能玻璃的种类及性能玻璃的种玻璃的种类很多，除普通玻璃外，很多，除普通玻璃外，还有光学玻璃、有色玻有光学玻璃、有色玻璃、璃、钢化玻璃等。化玻璃等。(1)铅玻璃玻璃(加入加入PbO)折光率高，常用于制造眼折光率高，常用于制造眼镜片、望片、望远镜和和显微微镜的透的透镜等。等。5玻璃的特点玻璃的特点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。有色玻璃的制成的。有色玻璃的颜色由加入物色由加入物质的的颜色决定，如加氧色决定，如加氧化化钴(Co2O3)呈呈蓝色，加氧化色，加氧化亚铜(Cu2O)呈呈红色等。色等。(3)钢化玻璃是把普通玻璃放入化玻璃是把普通玻璃放入钢化炉中加化炉中加热，使其，使其软化，化，然后迅速冷却而制成。然后迅速冷却而制成。与普通玻璃具有相同与普通玻璃具有相同组成的是成的是 ()。A钢化玻璃化玻璃 B光学光学仪器玻璃器玻璃C石英玻璃石英玻璃 D有色玻璃有色玻璃解析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，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，比如加入使之均匀地分散在玻璃态的物质中，比如加入Co2O3制得蓝制得蓝色钴玻璃；石英玻璃的主要成分是二氧化硅。色钴玻璃；石英玻璃的主要成分是二氧化硅。答案答案A【例例1】 下列关于下列关于钢化玻璃的叙述，化玻璃的叙述，错误的是的是 ()。A它是它是Na2SiO3、CaSiO3和和SiO2熔化在一起所得到的物熔化在一起所得到的物质B是把普通玻璃放在是把普通玻璃放在钢化炉里加化炉里加热，使之，使之软化，然后急速化，然后急速 冷却制得的冷却制得的C它是具有空它是具有空间网状网状结构的原子晶体，硬度很大，熔点也构的原子晶体，硬度很大，熔点也 很高很高D它的机械它的机械强强度比普通玻璃大度比普通玻璃大46倍，不易破碎，且破碎倍，不易破碎，且破碎 时，碎，碎块没有尖利的棱角没有尖利的棱角解析解析钢化玻璃与普通玻璃的成分相同，并不是纯净物，不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。普通玻璃大。答案答案C【体验体验1】1主要原料：黏土。主要原料：黏土。2反反应原理：复原理：复杂的物理、化学的物理、化学变化。化。3制造制造过程：混合、成型、干燥、程：混合、成型、干燥、烧结、冷却。、冷却。4陶瓷种陶瓷种类：根据原料、：根据原料、烧制温度等的不同，主要分制温度等的不同，主要分为 土器、陶器、瓷器、炻器等。土器、陶器、瓷器、炻器等。说明说明我国陶都：宜兴；瓷都：景德镇。我国陶都：宜兴；瓷都：景德镇。要点二要点二 | 陶陶 瓷瓷5彩釉的制作彩釉的制作 在烧制前的坯体上涂上彩釉在烧制前的坯体上涂上彩釉(在普通釉料中加入一些重在普通釉料中加入一些重 金属离子金属离子)，涂上彩釉的陶瓷制品绚丽多彩、表面光，涂上彩釉的陶瓷制品绚丽多彩、表面光 滑、不渗水。滑、不渗水。6主要特征：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝主要特征：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝 缘、易成型等特点。缘、易成型等特点。7主要用途：餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺主要用途：餐具、砖瓦、化学仪器、电绝缘器、工艺 品等。品等。陶瓷已广泛陶瓷已广泛应用于生活和生用于生活和生产中，下列不属于陶瓷中，下列不属于陶瓷制品的是制品的是 ()。A电器中的器中的绝缘瓷管瓷管B实验室中的坩室中的坩埚C实验室中的室中的试管管D建筑上建筑上烧制的制的砖瓦瓦解析解析实验室中的试管为玻璃制品，其余均为陶瓷制品。实验室中的试管为玻璃制品，其余均为陶瓷制品。答案答案C点评点评可用以下方法区分陶瓷制品和玻璃制品：可用以下方法区分陶瓷制品和玻璃制品：(1)看密度。看密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。(2)酒精灯加热玻璃管酒精灯加热玻璃管后会变软，而陶瓷不会变软。后会变软，而陶瓷不会变软。(3)玻璃可以再加工，而陶瓷玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。不能再加工。【例例2】 陶瓷的陶瓷的发明是人明是人类早期科学技早期科学技术发展史上的一个展史上的一个重要的里程碑，重要的里程碑，现在，陶瓷已广泛在，陶瓷已广泛应用于生活和生用于生活和生产中。中。(1)陶瓷不具有的性陶瓷不具有的性质是是_。A可可导电 B耐酸碱耐酸碱 C抗氧化抗氧化 D耐高温耐高温(2)实验室中最常用的坩室中最常用的坩埚是是_，熔融，熔融烧碱碱样品做品做实验时一般一般选用用_坩坩埚。(3)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的中含有极微量的Pb、Cd和和Sb等有毒的金属等有毒的金属盐类，为防止中毒，不能防止中毒，不能长期盛放下列期盛放下列物物质的是的是_。A食用植物油食用植物油 B酱油油C食醋食醋 D酒酒【体验体验2】解析解析(1)陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等特点。易成型等特点。(2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚，加热时，实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚，加热时，NaOH能与能与瓷坩埚反应，所以熔融烧碱时，一般用铁坩埚。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。属离子中毒。答案答案(1)A(2)瓷坩瓷坩埚铁(3)C1主要原料：石灰石、黏土。主要原料：石灰石、黏土。2主要主要设备：水泥回：水泥回转窑。窑。3生生产过程：将原料以一定比例混合，磨程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在成生料，在 窑中窑中烧至部分熔化、冷却成至部分熔化、冷却成块状熟料，再加入适量石状熟料，再加入适量石 膏磨成膏磨成细粉，即得普通水泥。粉，即得普通水泥。4反反应原理：复原理：复杂的物理、化学的物理、化学变化。化。5主要成分：硅酸三主要成分：硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二、硅酸二钙 (2CaOSiO2)、铝酸三酸三钙(3CaOAl2O3)。6重要性重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。 储存存时应注意防水。注意防水。要点三要点三 | 水水 泥泥主要用途：制成水泥砂主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。、混凝土等建筑材料。注意：注意：(1)石膏的作用：石膏的作用：调节水泥硬化水泥硬化时间。(2)水泥砂水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。：水泥、沙子和水的混合物。混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。(3)水泥易被酸腐水泥易被酸腐蚀。由于水泥的主要成分是硅酸。由于水泥的主要成分是硅酸盐和和铝酸酸盐，水泥中，水泥中还含有少量的碳酸含有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品均，所以水泥和水泥制品均易被酸腐易被酸腐蚀。水泥制品也要防酸腐。水泥制品也要防酸腐蚀。7下列下列说法中正确的是法中正确的是 ()。A生生产水泥水泥时，在熟料中加入适量的石膏可以，在熟料中加入适量的石膏可以调节水泥的水泥的 硬化速度硬化速度B水泥在水中能硬化，但在空气中不会硬化水泥在水中能硬化，但在空气中不会硬化C水泥和水水泥和水搅拌后生成不同的水合物，要吸收一定的拌后生成不同的水合物，要吸收一定的热量量D水泥是一种化合物水泥是一种化合物解析解析水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中也有水蒸气，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，错；水泥和水搅拌后生成的并非水合物，C错；水泥是混错；水泥是混合物，合物，D错。错。答案答案A【例例3】下列不属于普通水泥主要成分的是下列不属于普通水泥主要成分的是 ()。A硅酸硅酸钙 B硅酸二硅酸二钙C硅酸三硅酸三钙 D铝酸三酸三钙解析解析普通水泥的主要成分是硅酸二钙普通水泥的主要成分是硅酸二钙(2CaOSiO2)、硅、硅酸三钙酸三钙(3CaOSiO2)、铝酸三钙、铝酸三钙(3CaOAl2O3)。答案答案A【体验体验3】(1)制作：从高制作：从高纯度的度的SiO2(或称石英玻璃或称石英玻璃)熔融体中，抽出熔融体中，抽出直径直径为100 m(1 m106 m)的的细丝，就得到石英玻璃，就得到石英玻璃纤维，又称光，又称光导纤维，简称光称光纤，将，将许多根多根经过技技术处理的理的光光纤绕在一起就得到光在一起就得到光缆。(2)光光导纤维的的优良性能和重要用途良性能和重要用途光光缆的抗干的抗干扰性能好，通信性能好，通信质量高，能防窃听；光量高，能防窃听；光缆的的质量小而且量小而且细，耐腐，耐腐蚀，铺设也很方便。也很方便。利用光利用光缆通信，能同通信，能同时传播大量信息。光播大量信息。光导纤维除了可以除了可以用于通信外，用于通信外，还可以用于医可以用于医疗、信息、信息处理、理、传能能传像、遥像、遥测遥控和照明等遥控和照明等许多方面。多方面。要点四要点四 | 新型无机非金属材料及功能、用途新型无机非金属材料及功能、用途1光导纤维光导纤维2高温结构陶瓷高温结构陶瓷(2)高温结构陶瓷的优点：耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、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。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。轻汽车的质量。有关材料用途的有关材料用途的说法中不正确的是法中不正确的是 ()。A氧化氧化铝陶瓷可用作高陶瓷可用作高压钠灯的灯管灯的灯管B氮化硅陶瓷可用作陶瓷氮化硅陶瓷可用作陶瓷发动机的材料机的材料C光光导纤维可用作遥可用作遥测遥控、照明等遥控、照明等D氧化氧化铝陶瓷可用作半陶瓷可用作半导体材料体材料解析解析本题考查氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等新型无机非金属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、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、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。信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。答案答案D【例例4】 有关高温有关高温结构陶瓷和光构陶瓷和光导纤维的的说法，正确的是法，正确的是 ()。A高温高温结构陶瓷弥构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却了金属材料的弱点，但是硬度却远 远低于金属材料低于金属材料B氮化硅陶瓷是一种重要的氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性，它构材料，具有超硬性，它 不与任何无机酸反不与任何无机酸反应C光光导纤维是一种能高是一种能高质量量传导光的有机光的有机纤维D光光导纤维的抗干的抗干扰性能好，不性能好，不发生生电辐射，通射，通讯质量量 高，能防窃听高，能防窃听【体验体验4】解析解析高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身还具有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，所以很多优点，如耐高温、高硬度、不怕氧化等，所以A项错项错误；氮化硅陶瓷是重要的结构材料，有许多优点，如耐腐误；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，所以蚀性较强，但却可以跟氢氟酸反应，所以B项错误；光导项错误；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，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。不发生电辐射，能防窃听等，但不是有机纤维。答案答案D变色玻璃内部含有色玻璃内部含有AgBr(或或AgCl)和微量和微量CuO，用，用变色玻璃色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透制作窗玻璃，可使烈日下透过的光的光线变得柔和且有阴凉之得柔和且有阴凉之感。感。变色玻璃也可用于制作太阳色玻璃也可用于制作太阳镜片。片。变色玻璃的色玻璃的变色原色原理是什么？理是什么？_。解析解析在玻璃中加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒，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：经过适当的热处理可以制成变色玻璃。其变色原理：实验探究九实验探究九 变色玻璃变色的原理变色玻璃变色的原理答案答案含有含有AgBr(或或AgCl)和微量和微量CuO的玻璃是一种变色玻的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的AgBr发生分发生分解，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，在灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在CuO的催化作的催化作用下，银原子和溴原子又会结合成用下，银原子和溴原子又会结合成AgBr。于是，玻璃又。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。会变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。