第三节 玻璃、陶瓷和水泥

第三节玻璃、陶瓷和水泥常见硅酸盐产品的比较aCO3SiO21.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：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。

2.玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？提示：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起所得到的物质。

这种物质不是晶体，称作玻璃态物质。

玻璃没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成任何形状的制品。

3.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，故储存和运输水泥的过程中要注意防水、防潮。

►综合拓展一、几种玻璃的特性和用途二、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，水泥的性能越好。

►尝试应用1.在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是（A）A.防止铁生锈且美观B.增大厚度防止磨损C.增大硬度防止撞坏D.美观和杀菌消毒作用解析：在脸盆等铁制品表面烧制搪瓷，能够隔绝空气和水，不但能防止铁生锈，而且美观，A项正确；在茶缸和脸盆等铁制品表面烧制搪瓷的目的不是为了增大硬度，不能防止磨损，也不能杀菌消毒，B、C、D三项错误。

玻璃和陶瓷的新发展1.光导纤维：简称光纤。

（1）成分：SiO2（石英玻璃）。

（2）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。

第三章探索生活材料第三节玻璃、陶瓷和水泥教学目标：1．知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。

2．激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。

3．使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。

教学重点、难点: 水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料教学用具：高压钠灯、光导玩具、光导演示器、光缆实物、投影片、电影剪辑教学方法：展示实物、图片、谈话、讲述、讨论探究课时安排：两课时教学过程：第一课时[投影]人工吹制玻璃器皿[学与问] 玻璃中含有什么物质？玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得？[板书]一、玻璃［自学］请大家阅读课本有关玻璃的内容，并填写下表［投影展示］玻璃[学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表］[板书]1、生产玻璃的原料：主要反应：成分：[讲述］在原料中SiO2用量较大，普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质主要成分是SiO2。

［提问］为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？［回答］因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。

［演示实验］取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，把玻璃管拉成两支尖嘴管。

［观察］大家看到了什么？［回答］玻璃受热、变软，可拉细。

［讲述］实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。

这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。

但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。

石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。

［思考］看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。

［讨论］（生甲）是。

晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是；（生乙）是。

因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的；（生丙）不是。

晶体都有规则的几何形状，玻璃没有；（生丁）不是。

第三节玻璃、陶瓷和水泥1．制造陶瓷的主要原料是()A．氧化铝B．黏土C．Si3N4D．BN解析：制造陶瓷的原料是黏土。

答案：B2．下列关于玻璃的叙述中，正确的是()A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B．红色玻璃中含有氧化钴C．钢化玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英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，A错；红色玻璃中含有氧化铜，含有氧化钴的玻璃呈蓝色，B错；钢化玻璃的原料与普通玻璃相同，C对；玻璃是混合物，D错。

答案：C3．有关材料的用途不．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：氧化铝陶瓷的熔点高，可作耐高温设备。

答案：B4．目前已有多个国家的大型汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。

这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的()A．氧化铝陶瓷B．氮化硅陶瓷C．光导纤维D．玻璃钢解析：本题考查新型无机非金属材料——氮化硅陶瓷的特性。

氮化硅陶瓷属于高温烧结陶瓷，耐高温且不易传热、抗冷热冲击而不破裂。

答案：B5．根据不同玻璃的特性和用途填空。

a．普通玻璃(钠玻璃) b．石英玻璃c．光学玻璃(铅玻璃) d．钢化玻璃可用于制造门窗、镜子的是________，用于汽车或火车窗玻璃的是________，用于制造化学仪器的是________________________________________________________，用于制造光学仪器的是________。

解析：钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易破碎，碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，常用于制造汽车或火车的车窗等；提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学反应容器；加入PbO后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造光学仪器。

【探索生活材料——玻璃、陶瓷和水泥】教学设计课题玻璃、陶瓷和水泥课型新知识课授课人安峰学校甘肃省嘉峪关市第一中学教材分析本节教学内容为新课标人教版高中化学选修1第三章《探索生活材料》第三节《玻璃、陶瓷和水泥》，本节教材的特点是密切联系生产和生活实际，联系新科技知识，是学生接触比较多的材料，结合实际所见再通过教材介绍，可以使学生对这些材料有更深的认识。

玻璃和陶瓷等材料的新发展，在许多高科技领域有广泛的应用。

教材将这些内容介绍给学生，可以使学生更充分地认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科技和社会发展中所起的重要作用。

另外，本节内容也是进行爱国主义教育和环保教育的理想材料。

学生分析对于已经进行了一年新课程学习的学生，在学习选修教材内容时已经掌握一定的化学学习和化学研究的基本方法。

同时《探索生活材料》这一章的教学内容正是对理论联系实际、方法运用于实践的直接体现。

金属材料的学习又为学生学习玻璃、陶瓷等的学习提供了有效的借鉴，并且学生对玻璃、陶瓷这些生活常见的材料已有一定的了解，所以学生学习《玻璃、陶瓷和水泥》这节内容时，应该有一定的知识基础且有合理的讨论方法。

因此，在教学中采用阅读、讨论、总结的教学模式，以学生为主体，充分发挥学生的积极主动性，在新课程理念的指导下，使教学达到理想的效果。

教学重点1、玻璃的主要成分和生产原理；2、陶瓷主要制备原料及制备过程；3、以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。

教学目标知识与技能：1、掌握制造玻璃的主要原料、主要成分及反应原理；2、初步了解几种常见玻璃的性能与用途；3、掌握制造陶瓷的主要原料；了解陶瓷的制作过程和用途。

4、了解光导纤维和高温结构陶瓷的特性及用途。

过程与方法：通过对玻璃、陶瓷知识的教学，培养学生的自学能力、对新信息的加工、思维能力、分析能力、总结归纳能力和表达能力。

情感、态度与价值观：1、体会化学对人们的生产和生活的巨大贡献，激发学习的热情；2、我国陶瓷、玻璃等硅酸盐产品的产量是世界领先的，以此激发学生的爱国热情和民族自豪感；3、使学生充分认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科学和社会发展中所起的重要作用，激发热爱科学，努力学习的热情。

高中化学第3章探索生活材料第3节玻璃陶瓷和水泥1．玻璃的主要成分和生产原理。

(重点)2．水泥的主要成分和使用注意事项。

(难点)3．以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。

(重难点)一、玻璃1．玻璃的形成2．主要性能硬度大，质脆，耐腐蚀，无固定的熔点，属于玻璃态物质。

3．玻璃的种类和用途【提示】玻璃不是纯净物，钢化玻璃和普通玻璃成分完全相同。

二、陶瓷1．生产原料黏土，其主要成分可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O。

2．手工制造陶瓷器的一般过程混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器3．主要性能抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型。

4．为了使陶瓷表面光滑，不渗水，具有丰富的色彩，可以在烧制前在坯体上涂上釉料。

三、水泥1．生产原料：石灰石和黏土、适量石膏。

2．生产过程3．主要成分硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)。

4．性质：(1)水泥具有水硬性。

(2)吸水能力强。

5．用途(1)水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。

(2)混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。

2．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。

四、玻璃和陶瓷的新发展 1．光导纤 维(简称光纤)⎩⎪⎨⎪⎧主要成分：石英玻璃主要性能：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2．高温结构陶瓷(2)高温结构陶瓷的优点：耐高温、耐氧化、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。