高中化学新人教选修1 玻璃 陶瓷和水泥2

1、玻璃 陶瓷和水泥学习目标学习目标1. 知道玻璃、陶瓷和水泥的主知道玻璃、陶瓷和水泥的主要成分、生产原料和生产工要成分、生产原料和生产工艺、性能和在生活中的应用。艺、性能和在生活中的应用。2. 认识硅酸盐工业中原料的组认识硅酸盐工业中原料的组成和反应条件对产品性能和成和反应条件对产品性能和用途的影响。用途的影响。一、玻一、玻 璃璃二、陶二、陶 瓷瓷三、水三、水 泥泥以含硅物质为原料经加热制成硅酸以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫盐材料的制造工业叫硅酸盐工业硅酸盐工业。水水 泥泥 简简 介介水泥生产线水泥生产线水泥回转窑（旋窑）水泥回转窑（旋窑）水泥是重要的建筑材料水泥是重要的建筑材

2、料水泥具有水泥具有水硬性水硬性，跟水掺和搅拌并经静置，跟水掺和搅拌并经静置后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良的后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良的特性，被用作建筑材料。由于它在水中也能硬特性，被用作建筑材料。由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。化，因此是水下工程必不可少的材料。 以以粘土粘土和和石灰石石灰石为为主要原料主要原料，经，经研磨研磨、混合后在水泥回转窑中混合后在水泥回转窑中煅烧煅烧，再加入适量石，再加入适量石膏，并膏，并研磨研磨成细粉就得到普通水泥。成细粉就得到普通水泥。普通水泥的主要成分普通水泥的主要成分：硅酸三钙（硅酸三钙（3CaOSiO2）、）、硅酸二钙

3、（硅酸二钙（2CaOSiO2）、）、铝酸三钙（铝酸三钙（3CaOAl2O3）等。）等。简称简称两两磨一烧磨一烧生产原料和主要成分生产原料和主要成分水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土 水泥、沙子和水的混合物叫水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆水泥砂浆，是，是建筑用粘合剂，可把砖、石等粘结起来。建筑用粘合剂，可把砖、石等粘结起来。水泥、沙子和碎石的混合物叫水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土混凝土。 混凝土常用钢筋做结构，这就是我混凝土常用钢筋做结构，这就是我们常说的们常说的钢筋混凝土钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构。钢筋混凝土的强度大，常用来建造高楼大厦。桥梁的强度大，常用来建造高

4、楼大厦。桥梁等高大的建筑物。等高大的建筑物。实际应用实际应用 中国在中国在1889年于唐山建立了第一年于唐山建立了第一座水泥厂。座水泥厂。 1906年在唐山成立启新洋灰股份年在唐山成立启新洋灰股份有限公司。有限公司。 1949年的水泥产量为年的水泥产量为660千吨千吨。 1984年已达年已达120万吨，水泥的品种万吨，水泥的品种也从单一的硅酸盐水泥发展到也从单一的硅酸盐水泥发展到60多个多个品种。品种。 2002年我国水泥总产量突破年我国水泥总产量突破7亿吨亿吨大关。大关。历史回顾历史回顾水泥工业水泥工业原料原料设备设备生产过程生产过程反应条件反应条件水泥成分水泥成分水泥应用水泥应用硅酸三钙、

5、硅酸二钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙铝酸三钙石灰石石灰石 粘土粘土 辅助原料辅助原料水水 泥泥 回回 转转 窑窑高温高温生料生料熟料（两磨一烧）熟料（两磨一烧）建筑粘合剂建筑粘合剂水泥工水泥工业展望业展望常识：性能与维护常识：性能与维护老标老标准准称为水泥的称为水泥的安定性不合安定性不合格，不能出格，不能出厂！厂！特种水泥快硬水泥，低热和水泥中快硬水泥，低热和水泥中热水泥，抗硫酸盐水泥热水泥，抗硫酸盐水泥油井水泥，膨胀水泥，耐油井水泥，膨胀水泥，耐火水泥，白色水泥，火水泥，白色水泥，彩色水泥，防辐射水泥，彩色水泥，防辐射水泥，防藻水泥，抗菌水泥等防藻水泥，抗菌水泥等。水泥标号水泥标号通用水泥

6、新标准是：通用水泥新标准是：GB175-1999GB175-1999硅酸盐水泥、普硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥通硅酸盐水泥、GB1344-1999GB1344-1999矿渣硅酸盐水泥、火矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥、GB12958-1999GB12958-1999复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥。从。从20012001年年4 4月月1 1日起正式实施。日起正式实施。 六大水泥标准实行以六大水泥标准实行以MPaMPa表示的强度等级如表示的强度等级如32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R等，使强度等级的数值与水

7、泥等，使强度等级的数值与水泥2828天天抗压强度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国抗压强度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级，硅酸盐水泥分水泥的强度等级，硅酸盐水泥分3 3个强度等级个强度等级6 6个类型个类型, ,即即42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R。其他五大水泥也分其他五大水泥也分3 3个等级个等级6 6个类型即个类型即32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R。新标准规定的强度龄期均。新标准规定的强度龄

8、期均为为3 3天和天和2828天两个龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度天两个龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。指标要求。水泥用于建筑水泥用于建筑K2Al2Si6O16Al2（Si2O5）（OH）4化学组成化学组成普通玻璃普通玻璃正长石正长石高岭土高岭土氧化物形式氧化物形式硅酸盐硅酸盐Al2O32SiO2 2H2OK2O Al2O3 6SiO2Na2O CaO 6SiO2Na2O 、CaO 、SiO2的的质量分数分别为质量分数分别为13.0、11.7、75.3练习练习我国水泥工业已经历了我国水泥工业已经历了100多年的历史。旧中国的水泥工业在漫长的多年的历史。旧中国的水泥工业在漫长的20世

9、纪前世纪前50年内，步履维艰，发展缓慢，只有在新中国诞生以后，水泥工年内，步履维艰，发展缓慢，只有在新中国诞生以后，水泥工业才走一了健康发展之路。业才走一了健康发展之路。 建国后建国后50年，水泥工业发生了翻天覆地的变化，尤其是年，水泥工业发生了翻天覆地的变化，尤其是1979年改革开年改革开放以来，随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高，水泥工业得到迅放以来，随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高，水泥工业得到迅速发展，产量和质量都有有了很大提高。速发展，产量和质量都有有了很大提高。 水泥产量自水泥产量自1979年到年到1999年增长了年增长了7.倍，倍，20年间我国水泥产量平均年间我国水

10、泥产量平均增长达增长达11.08，水泥产量自，水泥产量自1995年以来一直居全世界首位。其中年以来一直居全世界首位。其中1999年年我国水泥产量占世界的我国水泥产量占世界的3716。 我国水泥总产量虽高，但由于人口多，所以人均产量低。如在我国水泥总产量虽高，但由于人口多，所以人均产量低。如在90年代年代中期，意大利、西班牙、德国、法国、美国、日本、韩国人均产量（千克）中期，意大利、西班牙、德国、法国、美国、日本、韩国人均产量（千克）分别为分别为584、630、434、320、339、654、1318，同期我国为，同期我国为412千克。从千克。从1994年至年至1999年，我国人均消费（千克）分

11、别为年，我国人均消费（千克）分别为352、399、412、428、435、472。 我国现有水泥企业我国现有水泥企业8000多家，而多家，而20万吨以上的企业不足万吨以上的企业不足10，全国水，全国水泥企业平均规模不到泥企业平均规模不到10万吨，与世界其它国家相经差距极大。万吨，与世界其它国家相经差距极大。 中国水泥工业明天更美好中国水泥工业明天更美好 玻璃工业玻璃工业2、原料、原料3、反应原理：高温熔融、反应原理：高温熔融主要原料：纯碱、石灰石和石英。主要原料：纯碱、石灰石和石英。1、普通玻璃组成：、普通玻璃组成：Na2O CaO 6SiO24、玻璃态物质、玻璃态物质5、几种常见的玻璃、几种

12、常见的玻璃6、环境、环境 保护保护主要化学反应：主要化学反应： Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2高温高温设问设问这两个反应是否违反了复分解反这两个反应是否违反了复分解反应规律？应规律？ 复分解反应规律仅适用于复分解反应规律仅适用于溶液溶液，不能套用于不能套用于高温高温条件下的反应。条件下的反应。玻璃玻璃 没有没有固定的固定的熔点。熔点。 没有一定的没有一定的熔点而在某一温熔点而在某一温度范围内逐渐软度范围内逐渐软化的物质。（介化的物质。（介于晶体与非晶体于晶体与非晶体之间。）之间。）实例实例特性特性定义定义玻璃态物质玻璃态物质几种常见

13、玻璃简介几种常见玻璃简介普通玻璃普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如试管等如试管等光学仪器玻璃光学仪器玻璃如放大镜如放大镜钢化玻璃钢化玻璃光纤玻璃光纤玻璃光导纤维光导纤维：1964年年8月华裔月华裔科学家高锟首先提出用玻科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被璃纤维代替金属导线，被誉为誉为“纤维光学之父纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送纤维上同时传送3万门电话万门电话且中继距离长达且中继距离长达2050Km，保密性能好。，保密性能好。 在原料里加入某些金属氧化在原料里加入某些金属氧

14、化物均匀地分散到玻璃态物质里，物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在把普通玻璃放在电炉里加热，使它软电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。倍，不易破碎。古埃及玻璃制品古埃及玻璃制品有关图片展示有关图片展示历历史史回回顾顾古埃及玻璃制品战国中晚期玻璃璧中晚期玻璃璧满城汉玻璃耳杯满城汉玻璃耳杯广西贵县出土的玻璃杯隋李静训墓出土的玻璃圆盒隋李静训墓出土的玻璃圆盒魏晋南北朝的玻璃钵魏晋南北朝的玻璃钵网纹玻璃杯网纹玻璃杯河北定县静志寺出土的河北定县静

15、志寺出土的 北宋玻璃杯北宋玻璃杯目前发现的最大的元代玻璃器目前发现的最大的元代玻璃器清乾隆白地套红玻璃双合瓶清乾隆白地套红玻璃双合瓶南方玻璃陨石南方玻璃陨石玻璃陨石分布图玻璃陨石分布图玻璃仪器玻璃仪器现代应用现代应用钢化玻璃光学玻璃型材石英玻璃石英玻璃陶陶 瓷瓷生产工艺生产工艺原料是？原料是？反应过程？反应过程？彩釉的使用彩釉的使用景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷景德镇传统名瓷之一的雕塑瓷景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷景德镇传统名瓷之一的玲珑瓷景德镇传统名瓷之一的青花瓷景德镇传统名瓷之一的颜色釉瓷享有盛誉的中国古代陶瓷享有盛誉的中国古代陶瓷陶与瓷的异同之处：陶与瓷的异同之处：

16、共同点：都是硅酸盐产品共同点：都是硅酸盐产品 不同点：原料、温度、陶瓷的强度、不同点：原料、温度、陶瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。有区别。 陶瓷的优点和用途陶瓷的优点和用途：具有抗氧化性、：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、已成型抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、已成型等优点，有着广泛的用途。例如：化等优点，有着广泛的用途。例如：化学实验中用的坩埚、蒸发皿等也是陶学实验中用的坩埚、蒸发皿等也是陶瓷制品。瓷制品。 1、普通玻璃是、普通玻璃是 （混合物、纯净物）。（混合物、纯净物）。 玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。玻璃可在一定温度范围内软化

17、，制成工艺品等。这是因为玻璃不是这是因为玻璃不是 ，而是一种，而是一种 物物质，没有固定质，没有固定 。2、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ ）（A）粘土）粘土 （B）石英）石英 （C）石灰石）石灰石 （D）纯碱）纯碱3、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）（A）SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸（B）SiO2是制造玻璃的主要原料之一，它在常温下与是制造玻璃的主要原料之一，它在常温下与 NaOH溶液不反应溶液不反应（C）因高温时）因高温时SiO2与与Na2CO3反应放出反应放出CO2，所以，所以H2SiO

18、3酸性比酸性比H2CO3强强（D）CO2通入水玻璃中可得原硅酸通入水玻璃中可得原硅酸练习：CD4.4.与普通玻璃具有相同组成的是（与普通玻璃具有相同组成的是（ ）A A光学玻璃光学玻璃 B B有色玻璃有色玻璃 C C钢化玻璃钢化玻璃 D D有机玻璃有机玻璃5 5. .下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A硅酸盐工业就是以硅酸盐为原料的工业硅酸盐工业就是以硅酸盐为原料的工业B B硅酸所生成的盐才是硅酸盐硅酸所生成的盐才是硅酸盐C C水泥硬化时，水泥必须跟水反应水泥硬化时，水泥必须跟水反应D D在生产玻璃时，碳酸钠、碳酸钙分别跟二氧化硅在生产玻璃时，碳酸钠、碳酸钙分别跟二氧化硅起置换反应起置换反应