1、第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥,一、玻璃 1.玻璃的生產：,純堿、石灰石、石英,玻璃窯,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2，,高溫,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,高溫,SiO2、CaSiO3、Na2SiO3,2.玻璃的主要性能：玻璃不是晶體，稱作_，_ _的熔點，在一定溫度范圍內逐漸軟化；硬度大，質脆。,玻璃態(tài)物質,沒有,一定,3.幾種特殊的玻璃：,PbO,藍色,紅色,二、陶瓷 1.生產原料：_，其主要成分可表示為Al2O32SiO22H2O。 2.手工制造陶器的一般過程：混合_干燥_冷 卻陶器。 3.主要性能：陶瓷具有_、抗酸堿腐蝕、_、絕 緣、易成型等許多優(yōu)點。 4.主

2、要用途：陶瓷多用于制造餐具、磚瓦、化學儀器、電絕緣 器、工藝品等。,黏土,成型,燒結,抗氧化,耐高溫,三、水泥 1.生產原料：主要原料：_，輔助原料：_。 2.生產過程：,石灰石和黏土,石膏,水泥回轉窯,3.主要成分：_(3CaOSiO2)、_(2CaOSiO2) 和_(3CaOAl2O3)等。 4.性質： (1)水硬性，是指將水泥與水摻和、攪拌并經(jīng)靜置后很容易 _。 (2)吸水能力強，故_長期存放且注意_。 5.用途： (1)水泥砂漿：_、_和水的混合物。 (2)混凝土：_、_和_的混合物。,硅酸三鈣,硅酸二鈣,鋁酸三鈣,凝固變硬,不能,防潮,水泥,沙子,水泥,沙子,碎石,6.水泥的質量指標

3、：我國的三個強度等級(42.5、52.5和62.5)表示水泥的性能，等級越高，性能越好。 四、玻璃和陶瓷的新發(fā)展 1.光導纖維(簡稱_)： (1)成分：_(石英玻璃)。 (2)用途：制作_，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控和照明等方面。 (3)性能：抗干擾性能好，通信質量高，能防竊聽，質量小而且細，耐腐蝕，鋪設方便。,光纖,SiO2,光纜,2.高溫結構陶瓷： (1)特殊功能陶瓷的種類：如_陶瓷、_陶瓷、生物陶瓷和超導陶瓷等。 (2)高溫結構陶瓷的類別：主要有_陶瓷，_ _陶瓷，_陶瓷和_陶瓷。 (3)用途：高溫結構陶瓷可制造發(fā)動機；新型陶瓷可用于制作航天飛機的保護片。,超硬,高溫結構,

4、氮化硅(Si3N4),氧化,鋁(Al2O3),碳化硅(SiC),二氧化鋯(ZrO2),1.傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)主要產品的對比：,2.關于玻璃的四個易錯問題： (1)制造玻璃的原料熔融后發(fā)生了復雜的物理變化和化學變化，制得的玻璃是混合物，沒有固定的熔點。 (2)堿性試劑如NaOH溶液、Na2CO3溶液等不能用帶玻璃塞的試劑瓶存放，是因為堿性試劑能與玻璃塞的主要成分SiO2反應，如2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，Na2SiO3具有黏合性，將瓶塞和試劑瓶黏結在一起。 (3)鋼化玻璃的主要成分與普通玻璃的主要成分完全相同。 (4)氫氟酸能腐蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛放。可用氫氟酸雕刻玻璃花紋。,3

5、.水泥使用的注意事項： (1)注意防水、防潮，一定要在保質期內使用。 (2)所用的水泥強度等級要符合要求。 (3)使用水泥時加入的水應選用潔凈的淡水，不得含有油脂類或糖類物質。 (4)水泥運輸和使用時要注意防止粉塵污染，散裝水泥要用專用車輛運輸。 (5)攪和后的混凝土應及時澆筑，放置時間不應超過2小時。嚴禁將已終凝的混凝土重新攪和使用。,(6)要與砂石、鋼筋、外加劑等輔助材料合理搭配，正確使用。 (7)混凝土澆筑后應及時養(yǎng)護，保持混凝土濕潤。夏季高溫季節(jié)要注意防止陽光曝曬，增加澆水養(yǎng)護次數(shù)；冬季低溫季節(jié)應采取保溫措施，避免混凝土受凍。養(yǎng)護時間一般不得少于7天。,4.常見高溫結構陶瓷： (1)氧

6、化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具有熔點高、硬度大的優(yōu)點?？捎糜谥谱髹釄濉⒏邷貭t管、球磨機、高壓鈉燈的燈管等。 (2)氮化硅陶瓷：具有硬度極大、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化等優(yōu)點?？捎糜谥圃燧S承、汽輪機葉片、機械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動機部件等。 (3)碳化硅陶瓷：具有熔點高、硬度大的優(yōu)點。廣泛應用于工農業(yè)生產、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。,類型一 硅酸鹽材料的組成、性質和用途 【示范題1】玻璃與人們的生產生活密切聯(lián)系，玻璃制品隨處可見。 (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_、_、_，將原料粉碎后放入玻璃窯中在高溫下發(fā)生反應生成玻璃，普通玻璃的成分是_、_、_。,(2)某玻璃中含Na2O

7、、CaO、SiO2的質量之比為3128180，此玻璃的組成為(填選項)_。 A.Na2OCaO6H2SiO3 B.Na2OCaO6SiO2 C.2Na2O2CaO9SiO2 D.6Na2O6CaOSiO2,(3)我們看到的普通玻璃，一般都呈淡綠色，這是因為原料中混有Fe2+。在制玻璃的原料中，再加入下列物質后，可制得各種不同用途的玻璃。 A.氧化亞銅(Cu2O) B.氧化鈷(Co2O3) C.氧化鉛(PbO) D.硼砂(Na2B4O710H2O) 制造化學儀器的玻璃需加入的物質() 制造光學儀器的玻璃需加入的物質() 制造藍色玻璃需加入的物質是() 制造紅色玻璃需加入的物質是(),【解題指南】

8、解答本題時要注意以下兩點： (1)了解玻璃制造的原料及生產原理； (2)明確特殊玻璃與一般玻璃的成分區(qū)別。,【解析】(1)記憶普通玻璃的原料和主要成分關鍵是記住生產普通玻璃的反應方程式：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2和CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2。 (2)n(Na2O)n(CaO)n(SiO2)= =116。 (3)硼砂玻璃耐酸堿腐蝕；光學玻璃常加PbO；Cu2O為紅色；Co2O3為藍色。 答案：(1)Na2CO3CaCO3SiO2CaSiO3Na2SiO3SiO2 (2)B(3)DCBA,【示范題2】(2014荊州高二檢測)月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O

9、6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石MgFeSiO4等，下列說法或分析錯誤的是() A.輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦物 B.輝石成分中非金屬元素的原子數(shù)是金屬原子數(shù)的4倍 C.斜長石的氧化物形式可表示為K2OAl2O36SiO2 D.橄欖石中鎂、鐵元素的化合價均為+1價,【解析】選D。輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石MgFeSiO4的成分均屬于硅酸鹽類，均屬于硅酸鹽礦物，A正確；根據(jù)輝石的化學式CaMgSi2O6來計算，非金屬元素的原子數(shù)是金屬原子數(shù)的4倍，B正確；硅酸鹽的氧化物表示方法：先寫活潑金屬氧化物，然后是不活潑的金屬氧化物，再是非金屬氧化物二氧化硅，最后是水

10、，所以斜長石的氧化物形式可表示為K2OAl2O36SiO2，C正確；橄欖石中，鎂元素化合價是+2價，硅元素化合價是+4價，氧元素化合價是-2價，所以鐵元素化合價是+2價，故D錯誤。,【方法規(guī)律】硅酸鹽組成的改寫規(guī)則 硅酸鹽由于組成比較復雜，通常寫成氧化物的形式，表示方法為a活潑金屬氧化物b較活潑金屬氧化物xSiO2yH2O，其中a、b、x、y為化學計量數(shù)，書寫時要保證各元素原子個數(shù)比符合原來的組成，若出現(xiàn)分數(shù)應化為整數(shù)。其具體步驟可用下圖表示：,【變式訓練1】(2014曲靖高二檢測)青石棉是世界衛(wèi)生組織確認的一種致癌物質，是鹿特丹公約中受限制的46種化學品之一，青石棉的化學式為Na2Fe5Si

11、8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產物只有NO，下列說法不正確的是 () A.青石棉是一種硅酸鹽產品 B.青石棉的化學組成用氧化物的形式可表示為 Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O C.青石棉中含有一定量的石英晶體 D.1 mol青石棉能使1 mol硝酸被還原,【解析】選C。硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結合而成的化合物的總稱，所以青石棉是一種硅酸鹽產品，A正確；硅酸鹽寫成氧化物形式的先后順序：活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化學組成用氧化物的形式可表示為Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O，B正確；

12、硅酸鹽中不含二氧化硅，所以青石棉中不含石英晶體，C錯誤；青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產物只有NO，所以青石棉中含有二價鐵離子；根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等判斷青石棉與硝酸反應的關系式有：,Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OHNO3， 1 mol 1 mol 所以1 mol青石棉能還原1 mol HNO3，故D正確。,【變式訓練2】陶瓷的發(fā)明是人類早期科學技術發(fā)展史上的一個重要的里程碑，現(xiàn)在，陶瓷已廣泛應用于生活和生產中。 (1)陶瓷不具有的性質是_。 A.可導電B.耐酸堿C.抗氧化D.耐高溫 (2)實驗室中最常用的坩堝是_，熔融燒堿樣品做實驗時一般選用_坩堝。,(3)在搪瓷和陶瓷

13、器具表面的釉質中含有極微量的Pb、Cd和Sb等有毒的金屬鹽類，為防止中毒，不能長期盛放下列物質中的_。 A.食用植物油 B.醬油 C.食醋 D.酒 (4)工業(yè)上制備陶瓷的主要原料是_，我國陶都_的陶器和瓷都_的瓷器在世界上享有盛名。,【解析】(1)陶瓷的主要特性有：抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等特點。(2)實驗室中最常用的坩堝是瓷坩堝，加熱時，NaOH能與瓷坩堝反應，所以熔融燒堿時，一般用鐵坩堝。(3)食醋的主要成分是醋酸，能溶解鉛、鎘、銻等金屬造成重金屬離子中毒。(4)工業(yè)制陶瓷的主要原料是黏土。 答案：(1)A(2)瓷坩堝鐵 (3)C(4)黏土宜興景德鎮(zhèn),類型二 新型無機非金屬材料 【

14、示范題3】有關材料用途的說法中不正確的是() A.氧化鋁陶瓷可用做高壓鈉燈的燈管 B.氮化硅陶瓷可用做陶瓷發(fā)動機的材料 C.光導纖維可用做遙測遙控、照明等 D.氧化鋁陶瓷可用做半導體材料,【解題指南】解答本題應注意以下3點： (1)物質的性質 物質的用途。 (2)Si3N4陶瓷可用于制作發(fā)動機。 (3)光導纖維傳導光的能力很強。,決定,【解析】選D。Al2O3陶瓷屬高溫結構陶瓷，它具有熔點高、硬度大等特征，可制成透明陶瓷，是絕緣材料，不能做半導體材料。氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨損、抗冷熱沖擊而不破裂、耐高溫、不易傳熱、抗腐蝕、高溫時也抗氧化等特性，可用做陶瓷發(fā)動機材料。光導纖維傳導光的能力非常

15、強，可用做醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等。,【示范題4】(2014綏化高二檢測)下列說法正確的是() A.高溫結構陶瓷比金屬材料具有更多優(yōu)點，如耐氧化，耐高溫，耐酸、堿腐蝕，耐磨損，密度小等優(yōu)點 B.光導纖維是一種合成纖維 C.光導纖維是從高純度二氧化硅熔融體中拉出的直徑約為 100 cm的細絲 D.光導纖維作為通訊材料有許多優(yōu)點，但怕腐蝕，鋪設也很不方便,【解析】選A。光導纖維不是合成纖維，主要成分為二氧化硅；光導纖維是從高純度二氧化硅熔融體中拉出的直徑約為100m的細絲；光導纖維耐酸、堿腐蝕，鋪設方便。,【方法規(guī)律】新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料的對比,【變式訓練3】有關高溫結構陶瓷和光導纖維的說法正確的 是() A.高溫結構陶瓷彌補了金屬材料的弱點，但是硬度卻遠遠低于金屬材料 B.氮化硅陶瓷是一種重要的結構材料，具有超硬性，它不與任何無機酸反應 C.光導纖維是一種優(yōu)良的導電材料 D.光導纖維的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質量高，能防竊聽,【解析】選D。高溫結構陶瓷克服了金屬材料的弱點，本身還具有很多優(yōu)點，如耐高溫、硬度大、不怕氧化等，所以A選項錯誤。氮化硅陶瓷是重要的結構材料，有許多優(yōu)點，如耐腐蝕性較強，但