第三章第三节玻璃、陶瓷和水泥

1、第第三三章章第第三三节节 新知层析突新知层析突破破 知识点一知识点一 课时跟踪训练课时跟踪训练 三年高考感悟三年高考感悟 知识点二知识点二知能整合提升知能整合提升应用创新演练应用创新演练 知识归纳知识归纳 规律方法规律方法 即时巩固即时巩固 知识点三知识点三 知识点四知识点四 1生产原料生产原料 、 、 。 2生产设备生产设备 。 3生产原理生产原理 原料熔融后发生复杂的物理变化和化学变化，其主要原料熔融后发生复杂的物理变化和化学变化，其主要反应为：反应为： 自读教材自读教材夯基础夯基础 纯碱纯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Na2SiO3、CaSi

2、O3和和SiO2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主要性能主要性能 硬度大、质脆、耐腐蚀、没有固定熔点，属于硬度大、质脆、耐腐蚀、没有固定熔点，属于物质。物质。SiO2玻璃态玻璃态6特种玻璃特种玻璃种类种类制作方法制作方法性能和用途性能和用途石英玻璃或石英玻璃或硼酸盐玻璃硼酸盐玻璃提高提高SiO2的的含量，或加含量，或加入入提高化学稳定性，降低热膨胀系提高化学稳定性，降低热膨胀系数，使其更耐高温和抗化学腐蚀，数，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。可用于制造高级的化学反应容器。光学玻璃光学玻璃加入加入折光率高，可用来制造眼镜片、折光率高，可用来

3、制造眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透照相机、望远镜和显微镜中的透镜等。镜等。B2O3PbO种类种类制作方法制作方法性能和用途性能和用途彩色玻璃彩色玻璃加入某些金属加入某些金属氧化物氧化物加入加入 的玻璃呈蓝色，的玻璃呈蓝色，加入加入 的玻璃呈红色，含的玻璃呈红色，含有有 的普通玻璃呈淡绿色。的普通玻璃呈淡绿色。钢化玻璃钢化玻璃把普通玻璃加把普通玻璃加热软化，然后热软化，然后用用机械强度大，抗震裂，不易破机械强度大，抗震裂，不易破碎，一旦破碎，碎块没有尖锐碎，一旦破碎，碎块没有尖锐的棱角，常用于制造汽车或火的棱角，常用于制造汽车或火车的车窗等。车的车窗等。冷风急吹冷风急吹Co2O3Cu2OF

4、e2 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 (1)在生产玻璃的原料中，在生产玻璃的原料中，SiO2的用量比较大，故玻璃的的用量比较大，故玻璃的主要成分是主要成分是SiO2。 (2)玻璃属于混合物，没有固定的熔点，只是在某一温度玻璃属于混合物，没有固定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成各种形状的范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成各种形状的玻璃制品。玻璃制品。 (3)调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能和用途调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃制品，例如，加入的玻璃制品，例如，加入AgBr(或或AgCl)和微量和微量CuO，制成变，制成变色玻璃，可

5、用于制作太阳镜片等。色玻璃，可用于制作太阳镜片等。 剖析典例剖析典例探技法探技法 名师解析名师解析玻璃不是晶体，而是一种特殊的玻璃玻璃不是晶体，而是一种特殊的玻璃态物质，没有固定的熔点。玻璃是以石英、纯碱和石灰态物质，没有固定的熔点。玻璃是以石英、纯碱和石灰石为原料，经过一系列复杂的物理变化和化学变化而形石为原料，经过一系列复杂的物理变化和化学变化而形成的以硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅为主要成分的产物。成的以硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅为主要成分的产物。 答案答案 C 互动探究互动探究 氢氧化钠溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？为氢氧化钠溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？为什么？什么？ 提示：提示：不

6、能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分不能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分SiO2与与NaOH溶液反应生成的溶液反应生成的Na2SiO3，粘性很强，将玻，粘性很强，将玻璃瓶与玻璃塞粘在一起，不易打开。璃瓶与玻璃塞粘在一起，不易打开。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1生产原料生产原料 制取陶瓷的主要原料是制取陶瓷的主要原料是 (其主要成分可表示为：其主要成分可表示为：Al2O32SiO22H2O)。 2传统生产过程传统生产过程 混合混合 干燥干燥 冷却冷却陶瓷器陶瓷器 3主要性能主要性能 陶瓷具有陶瓷具有 、抗酸碱腐蚀、抗酸碱腐蚀、 、绝缘、绝缘、易成型等许多优点。易成型等许多优点。黏土黏土成型成型

7、烧结烧结抗氧化抗氧化耐高温耐高温 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 (1)我国的我国的“陶都陶都”是江苏宜兴，是江苏宜兴，“瓷都瓷都”是江西景德镇。是江西景德镇。 (2)为了使陶瓷表面光滑，不渗水和具有丰富的色彩，为了使陶瓷表面光滑，不渗水和具有丰富的色彩，可在烧制前在坯体上涂上釉料。可在烧制前在坯体上涂上釉料。 剖析典例剖析典例探技法探技法 例例2陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是陶瓷制品的是 () A电器中的绝缘瓷管电器中的绝缘瓷管B实验室中的坩埚实验室中的坩埚 C实验室中的试管实验室中的试管 D建筑上烧制的砖瓦建筑上烧制的砖瓦 名师解

8、析名师解析实验室中的试管为玻璃制品，其余的均实验室中的试管为玻璃制品，其余的均为陶瓷制品。为陶瓷制品。 答案答案C 名师点睛名师点睛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)测密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。测密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。(2)玻璃玻璃制品受热后会变软，而陶瓷不会变软。制品受热后会变软，而陶瓷不会变软。(3)玻璃可以再加玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。工，而陶瓷不能再加工。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1生产原料生产原料 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石灰石石灰石黏土黏土 3主要成分主要成分

9、 (3CaOSiO2)、 (2CaOSiO2)、 (3CaOAl2O3)等。等。 4性质性质 水泥具有水泥具有 性。性。硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙水硬水硬 5用途用途 (1)水泥砂浆：水泥砂浆： 、 和水的混合物，是建和水的混合物，是建筑用黏合剂。筑用黏合剂。 (2)混凝土：混凝土： 、 和和 的混合物。的混合物。 6水泥的质量指标水泥的质量指标 我国的三个强度等级我国的三个强度等级(42.5、52.5和和62.5)表示水泥的表示水泥的性能，等级越高，性能越好。性能，等级越高，性能越好。水泥水泥沙子沙子水泥水泥沙子沙子碎石碎石 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 (1)在水泥中

10、加入石膏的目的是调节水泥的硬化速率。在水泥中加入石膏的目的是调节水泥的硬化速率。 (2)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸盐、铝酸盐，而不是氧化物。主要成分是硅酸盐、铝酸盐，而不是氧化物。 (3)水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防潮。潮。 剖析典例剖析典例探技法探技法 例例3下列说法中正确的是下列说法中正确的是 () A生产水泥时，在熟料中加入适量的石膏可以调节生产水泥时，在熟料中加入适量的石膏可以调节水泥的硬化速率水泥的硬化速率 B水泥在水中能硬化，但在空气中不会硬化水泥

11、在水中能硬化，但在空气中不会硬化 C水泥和水搅拌后生成不同的水合物，要吸收一定水泥和水搅拌后生成不同的水合物，要吸收一定的热量的热量 D水泥是一种化合物水泥是一种化合物 名师解析名师解析水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中也有水蒸气，也有水蒸气，B错；水泥和水搅拌后生成不同的水合物，错；水泥和水搅拌后生成不同的水合物，是放热过程，是放热过程，C错；水泥是混合物，错；水泥是混合物，D错。错。 答案答案A 名师点睛名师点睛水泥易被酸腐蚀。由于水泥的主要成分水泥易被酸腐蚀。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，所以水是硅酸盐和铝酸盐，水泥中还含

12、有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品均易被酸腐蚀。水泥制品也要防酸腐蚀。泥和水泥制品均易被酸腐蚀。水泥制品也要防酸腐蚀。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1光导纤维光导纤维 简称简称 。 (1)成分：成分： (石英玻璃石英玻璃)。 (2)用途：用途： 制作制作 ，还用于医疗、信息处理、传能传像、，还用于医疗、信息处理、传能传像、 和照明等方面。和照明等方面。 (3)光缆的性能：光缆的性能： 、通信质量高，能防、通信质量高，能防窃听，质量小而且细，窃听，质量小而且细， 、铺设方便。、铺设方便。光纤光纤SiO2光缆光缆遥测遥控遥测遥控抗干扰性能好抗干扰性能好耐腐蚀耐腐蚀 2新型陶瓷新型陶瓷 (1)新型

13、陶瓷的种类：如新型陶瓷的种类：如 陶瓷、陶瓷、 陶瓷、陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷等。生物陶瓷、超导陶瓷等。 (2)用途：高温结构陶瓷可制造用途：高温结构陶瓷可制造 ，新型陶瓷，新型陶瓷可用于航空航天。可用于航空航天。超硬超硬高温结构高温结构发动机发动机 (1)新型陶瓷材料的化学组成已远远超出了硅酸盐的新型陶瓷材料的化学组成已远远超出了硅酸盐的范围。范围。 (2)高温结构陶瓷的优点是能经受高温、不怕氧化、耐高温结构陶瓷的优点是能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。 (3)高温结构陶瓷的种类：高温结构陶瓷的种类： 氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具

14、有熔点很高、硬度氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度大的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯大的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。的灯管等。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。密封环、永久性模具、发动机部件等。 碳化硅陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛碳化硅陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。应用于工

15、农业生产、原子能工业、宇航工业等。 例例4下列有关材料分类的说法，不正确的是下列有关材料分类的说法，不正确的是() A硅酸盐材料属于新型无机非金属材料硅酸盐材料属于新型无机非金属材料 B高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 C新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等化铝陶瓷等 D氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，也属于高温氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，也属于高温结构材料结构材料 名师解析名师解析硅酸盐材料属于传统非金属材料。硅酸盐材料属于传统非金属材料。A项错误。项错误。 答案答案A 剖析典例剖析

16、典例探技法探技法 . . 名师点睛名师点睛材料一般分为三类：金属材料、无机材料一般分为三类：金属材料、无机非金属材料和高分子材料。其中无机非金属材料又分为非金属材料和高分子材料。其中无机非金属材料又分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。而玻璃、传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。而玻璃、陶瓷、水泥是传统无机非金属材料。陶瓷、水泥是传统无机非金属材料。传统硅酸盐工业主要产品的比较传统硅酸盐工业主要产品的比较硅酸盐工业硅酸盐工业普通水泥普通水泥普通玻璃普通玻璃陶瓷陶瓷主要成分主要成分及种类及种类硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙硅酸二钙(2CaOSiO2)铝酸三钙铝酸三钙(3C

17、aOAl2O3)普通玻璃普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3和和SiO2)、石、石英玻璃、光学玻璃、英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻玻璃纤维、钢化玻璃璃种类：土器、种类：土器、陶器、瓷器、陶器、瓷器、炻器等炻器等主要性能主要性能有水硬性：跟水掺和搅有水硬性：跟水掺和搅拌后凝固变硬、水中也拌后凝固变硬、水中也能硬化能硬化玻璃态物质无固定玻璃态物质无固定熔点，在一定温度熔点，在一定温度范围内软化范围内软化抗氧化、耐抗氧化、耐酸碱腐蚀、酸碱腐蚀、耐高温、绝耐高温、绝缘性强缘性强典型设备典型设备水泥回转窑水泥回转窑玻璃窑玻璃窑陶瓷窑陶瓷窑共同特点共同特点高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化，冷却

18、后成为高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化，冷却后成为复杂的硅酸盐复杂的硅酸盐 硅酸盐改写成氧化物形式的方法硅酸盐改写成氧化物形式的方法 硅酸盐种类繁多，结构复杂，但硅酸盐可以看成碱性硅酸盐种类繁多，结构复杂，但硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成复杂化合物。因此，可以改写为氧化物和酸性氧化物所组成复杂化合物。因此，可以改写为aMxOybSiO2cH2O的方式。的方式。 (1)氧化物书写顺序：活泼金属氧化物氧化物书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧较活泼金属氧化物化物二氧化硅二氧化硅水。水。 (2)氧化物之间以氧化物之间以“”隔开，系数配置应化为整数。隔开，系数配置应化为整数。 (3)

19、氧化物前面的系数只对该氧化物起作用，对其他氧氧化物前面的系数只对该氧化物起作用，对其他氧化物不起作用。化物不起作用。 (4)用氧化物表示时，元素的化合价均保持不变。用氧化物表示时，元素的化合价均保持不变。 例如，硅酸钠例如，硅酸钠(Na2SiO3)：Na2OSiO2； 高岭土高岭土Al2Si2O5(OH)4：Al2O32SiO22H2O。 1制造陶瓷的主要原料是制造陶瓷的主要原料是 ()A氧化铝氧化铝B黏土黏土CSi3N4 DBN解析：解析：制造陶瓷的原料是黏土。制造陶瓷的原料是黏土。答案：答案：B2下列关于玻璃的叙述中，正确的是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

20、材料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无色玻璃是纯净物无色玻璃是纯净物解析：解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，A错；红错；红色玻璃中含有氧化铜，含有氧化钴的玻璃呈蓝色，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，错；钢化玻璃的原料与普通玻璃相同，C对；玻璃是对；玻璃是混合物，混合物，D错。错。答案：答案：C3有关材料的用途不正确的是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、照明等光导纤维可用于传能、传像、照明等解析：解析：氧化铝陶瓷的熔点高，可作耐高温设备。氧化铝陶瓷的熔点高，可作耐高温设备。答案：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一种耐高温且不易传热的材料制造的 ，这种材料是