第三节 玻璃、陶瓷和水泥
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 纯碱、石灰石、石英 黏土 黏土、
石灰石、
石膏
设备 玻璃窑 烧结窑 水泥回转窑
条件 高温 高温 煅烧
主要
反应 Na2CO3＋SiO2=====高温
Na2SiO3＋CO2↑；
CaCO3＋SiO2=====高温
CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理、
化学变化 复杂的物理、
化学变化
产品
主要
成分 Na2SiO3、CaSiO3、
SiO2或Na2O·
CaO·6SiO2 3CaO·SiO2、
2CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3
产品
特性 无固定熔点 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等 具有水硬性、吸水能力强
1.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
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
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．Si3N4 D．BN
解析：制造陶瓷的原料是黏土。
答案：B
2．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：C
3．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：B
4．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：B
5．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。
课题 《玻璃、陶瓷和水泥》 课型 新授课
授课人 学校
教材分析 本章以材料为主线，将金属材料、无机非金属材料（玻璃、陶瓷和水泥）和有机高分子材料有机的组织在一起。本节既包括常识性的内容，如玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分，又渗透了化学科学的一些基本观念，如物质组成的微小改变可能引起物质性能的巨大改变，物质的结构和性能之间具有密切的关系，等等。
学情分析 学生对玻璃、陶瓷这些生活中常见的材料已有一定的了解，在高一必修一的学习中也已经掌握制玻璃的原理反应，学生在学习本节内容时已具有一定的知识基础和合理的讨论方法，所以学习本节课学生接受起来并不困难，另外本节课人文知识较丰富，学生比较感兴趣，学习的积极性高。
教学目标 知识与技能：
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。
过程与方法：
展示实物、图片、谈话、讲述、讨论探究，来认识硅酸盐产品。
情感、态度与价值观：
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 水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料
教学方法 展示实物、图片、谈话、讲述、讨论探究
教学策略 感受体验（观看多媒体视频、实物展示）→问题探究→小组讨论→释疑归纳→情感教育→拓展提升。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 【投影】厨房、卫生间和厨房照片 硅酸盐材料在我们生活中无处不在，请同学们从图片中找出来。 通过图片，激发学生学习兴趣。
【投影】学习目标 1、普通玻璃、水泥和陶瓷是用什么原料，采用什么方法制造的？
2、日常生活中使用的哪些器具是由硅酸盐材料制成的？
3、你能列举硅酸盐材料在现代高科技领域的应用吗？ 请同学们带着上述问题，展开本节课的学习。
【投影】人工吹制玻璃器皿 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？
《玻璃、陶瓷和水泥》 讲义
一、玻璃
玻璃在我们的日常生活中无处不在，从窗户到镜子，从杯子到手机屏幕，它以其透明、坚硬和多样的特性，为我们的生活带来了诸多便利。
玻璃的主要成分是二氧化硅（SiO₂），通常还会加入一些其他的氧化物来改变其性质，如钠氧化物（Na₂O）、钙氧化物（CaO）等。这些成分的比例不同，会生产出具有不同性能的玻璃。
玻璃的制造工艺可以追溯到几千年前。传统的玻璃制造方法是将原材料加热到高温，使其熔融，然后通过模具或吹制等方式成型。现代工业中，则采用更为先进和精确的技术，如浮法玻璃工艺。
浮法玻璃工艺是目前生产平板玻璃的主要方法。其原理是让熔融的玻璃液浮在金属液面上，在重力和表面张力的作用下形成平整、光滑的玻璃带。这种方法生产出的玻璃质量高、平整度好、厚度均匀。
玻璃具有很多优异的性能。首先，它的透明度高，能让光线几乎无阻碍地通过，这使得它成为窗户和光学仪器的理想材料。其次，玻璃的硬度较大，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。此外，玻璃的化学稳定性好，不易与大多数化学物质发生反应。 然而，玻璃也有一些不足之处。它易碎，受到冲击时容易破裂。而且，玻璃的隔热性能相对较差，在保温方面存在一定的局限性。
为了克服这些缺点，科学家们不断研发新的玻璃品种和改进工艺。例如，钢化玻璃通过特殊的处理，使其强度大大提高，破裂时不会形成尖锐的碎片，安全性更高。中空玻璃则通过在两层玻璃之间形成中空层，提高了隔热和隔音性能。
二、陶瓷
陶瓷是一种古老而又充满魅力的材料，它在人类文明的发展历程中扮演了重要的角色。
陶瓷的原料主要是黏土、石英和长石等天然矿物。通过对这些原料进行粉碎、混合、成型和烧制等工艺，最终制成各种陶瓷制品。
陶瓷的烧制过程是关键环节。在高温下，原料中的各种成分发生化学反应，形成新的物相，从而赋予陶瓷独特的性能。烧制温度的高低、时间的长短以及气氛的控制都会对陶瓷的性能产生影响。
根据用途和性能的不同，陶瓷可以分为传统陶瓷和新型陶瓷两大类。
