【金学案】学年高中化学 第三节 玻璃、陶瓷和水泥同步辅导与检测课件 新人教选修1

第三节玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料2009年度诺贝尔物理学奖获得者中，有称为“光纤之父”的华裔科学家高锟，凭借其在光纤领域的卓著研究而获得此殊荣。利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。光导纤维的主要成分是什么？它还有哪些用途？1．知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。2．了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。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____、______、____________、____、石膏设备_____________________条件____________主要反应Na2CO3＋SiO2______________CaCO3＋SiO2___________复杂的_______变化复杂的_______变化比较内容玻璃(普通玻璃)陶瓷水泥产品主要成份________________或Na2O·CaO·6SiO2___________________________产品特性无固定____抗____、抗酸碱腐蚀、耐____、绝缘、易成型等具有____性吸水能力强答案：纯碱石灰石石英黏土黏土石灰石玻璃熔炉烧结窑水泥回转窑高温高温煅烧

Na2SiO3＋CO2↑

CaSiO3＋CO2↑物理、化学物理、化学Na2SiO3CaSiO3SiO23CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3熔点氧化高温水硬综合拓展一、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、水水泥1．石石膏的的作用用：调调节水水泥硬硬化时时间。。2．用用途(1)制成成水泥泥砂浆浆：水水泥、、沙子子和水水的混混合物物。(2)制混混凝土土：水水泥、、沙子子和碎碎石的的混合合物。。3．水水泥易易被酸酸腐蚀蚀。由由于水水泥的的主要要成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，性能越好。尝试试应应用用1．．A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚解析析：：石英英也也就就是是二二氧氧化化硅硅，，二二氧氧化化硅硅可可以以与与氢氢氧氧化化钠钠反反应应；；普普通通玻玻璃璃中中含含有有二二氧氧化化硅硅，，易易被被烧烧碱碱腐腐蚀蚀；；生生铁铁中答案：D玻璃璃和和陶陶瓷瓷的的新新发发展展1．．光光导导纤纤维维：：简简称称____。。(1)成成分分：：____(石(2)用途：制作____，还用于医疗、________、传能传像、________和照明等方面(3)光缆的性能：______性能好，通信质量高，能防窃听，质量小而且细，______。答案案：：光纤纤(1)SiO2(2)光光缆缆信信息息处处理理遥遥测测遥遥控控(3)抗抗干干扰扰耐耐腐腐蚀蚀2．．高高温温结结构构陶陶瓷瓷(1)新新型型陶陶瓷瓷的的种种类类，，如如____陶陶瓷瓷、、________陶陶瓷瓷、、生生物物陶陶瓷瓷和和超超导导陶陶瓷瓷等等。。(2)高高温温结结构构陶陶瓷瓷的的类类别别：：主主要要有有______(Si3N4)陶陶瓷瓷、、________(Al2O3)陶陶瓷瓷、、碳碳化化硅硅(SiC)陶陶瓷瓷和和______(ZrO2)陶陶瓷瓷。。(3)用用途途：：高高温温结结构构陶陶瓷瓷可可制制造造______，，新新型型陶陶瓷瓷可可用用于于航航空空航航天天。。答案案：：(1)超超硬硬高高温温结结构构(2)氮氮化化硅硅氧氧化化铝铝二二氧氧化化锆锆(3)发发动动机机综合合拓拓展展三、、高高温温结结构构陶陶瓷瓷2．．高高温温结结构构陶陶瓷瓷的的优优点点：：高温温结结构构陶陶瓷瓷具具有有耐高高温温、、不不怕怕氧氧化化、、耐耐酸酸碱碱腐腐蚀蚀、、硬硬度度大大、、耐耐磨磨损损、、密密度度小小等等优优点点。。3．高温温结构陶陶瓷在汽汽车制造造业上的的应用用高温结结构陶瓷瓷制造发发动机，，发动机机的工作作温度能能稳定在在1300℃左左右，由由于燃料料充分燃燃烧而又又不需要要水冷却却，使热热效率大大幅度提尝试应用用2．下列列有关材材料用途途的叙述述不正确确的是()A．高温温结构陶陶瓷可以以制作耐耐酸设备备B．氧化化铝陶瓷瓷不可以以用于制制作耐高高温设备备C．氮化化硅陶瓷瓷可以制制造轴承承D．光导导纤维可可用于传传能、传传像、照照明等解析：氧化铝的的熔点是是2答案：B一、硅酸酸盐材料料的组成成、结构构、性质质和用途途中国目前前所收藏藏最早的的玻璃制制品是战战国时代代的遗物物，玻璃璃与人们们的生产产生活密密切联系系。(1)一一般住宅宅的窗玻玻璃是普普通玻璃璃，工业业上将纯纯碱(Na2CO3)、石灰灰石(CaCO3)和石英英(SiO2)粉碎后后放入玻玻璃窑中中在高温温下反应应生成玻玻璃。普普通玻璃璃的主要要成分为为__(2)在玻璃中加入某些金属氧化物，可以制成彩色玻璃。如加入Co2O3的玻璃呈蓝色。日常生活中见到的普通玻璃一般呈淡绿色，其原因是原料中混有________的缘故。(3)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的质量之比为31∶28∶180，此玻璃的组成为________(填字母)。A．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2O·CaO·6SiO2C．2Na2O·2CaO··9SiO2D．6Na2O·6CaO··SiO2解析：(1)以以纯碱、、石灰石石和过量量石英为为原料制制备玻璃璃的反应应原理是是：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑和CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以玻玻璃的主主要成分分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。(2)Fe2＋显浅绿色色，可以以使普通通玻璃呈呈淡绿色色。(3)n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝＝1∶1∶∶6。答案：(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(2)二二价铁(Fe2＋)(3)B变式应用1．我们看到到的普通玻璃璃，一般都呈呈淡绿色，这这是因为原料料中混有Fe2＋的原因。在制制玻璃的原料料中，再加入入下列物质后后，可制得各各种不同用途途的玻璃。A．氧化亚铜铜(Cu2O)B．氧化钴(Co2O3)C．氧化铅(PbO)D．硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制造化化学仪器的玻玻璃需加入的的物质是()。(2)制造光光学仪器的玻玻璃需加入的的物质是()。(3)制造蓝蓝色玻璃需加加入的物质是是()。。(4)制造红红色玻璃需加加入的物质是是()。。DCBA二、新型无机机材料的特性性及用途氮化硅是一种种高温陶瓷材材料，它的硬硬度大，熔点点高，化学性性质稳定，工工业上普遍采采用高纯硅与与纯氮在1300℃的的条件下反应应获得。(1)根据性性质，推测氮氮化硅陶瓷的的用途是()A．制汽轮机机叶片B．制有有色玻璃C．制永久性性模具D．制造柴柴油机(2)写出N原子的结构构示意图__________，根根据元素周期期律的知识，，请写出氮化化硅的化学式式__________。(3)氮化硅硅陶瓷抗腐蚀蚀能力强，除除氢氟酸外，，它不与其他他无机酸反应应。试推测该该陶瓷被氢氟氟酸腐蚀的化化学方程式____________________。。(4)现用四四氯化硅与氮氮气、氢气在在氖气保护下下，加强热发发生反应，可可得到较高纯纯度的氮化硅硅，反应的化化学方程式____________________。。解析：氮化硅是一种种高温陶瓷材材料，具有硬硬度大、熔点点高、化学性性质稳定等优优良性能，可可用于制造轴轴承、汽轮机机叶片、机械械密封环、永永久性模具等等机械构件；；N元素位于于元素周期表表第二周期第第ⅤA族，Si元素则位位于元素周期期表第三周期期第ⅣA族族，非金属性性应是N元素素比Si元素素强，其化学学式可写为：：Si3N4。氮化硅可被被氢氟酸腐蚀蚀，由Si3N4和HF的性质质分析，可推推知，该反应应不可能是一一个氧化还原原反应，其产产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应应产物之一是是Si3N4，可知N2作为氧化剂参参与反应，那那么还原剂只只能是H2，H2的氧化产物是是HCl。答案：(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N4＋12HF3SiF4↑＋4NH3↑(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl变式应用2．有关高温温结构陶瓷和和光导纤维的的说法正确的的是()A．高温结构构陶瓷弥补了了金属材料的的弱点，但是是硬度却远远远低于金属材材料B．氮化硅陶陶器是一种重重要的结构材材料，具有超超硬性，它不不与任何无机机酸反应C．光导纤维维是一种能高高质量传导光光的纤维素制制品D．光导纤维维的抗干扰性性能好，不发发生电辐射，，通讯质量高高，能防窃听听解析：掌握玻璃、陶陶瓷、水泥三三种重要材料料的用途。光光导纤维的主主要成分是SiO2，而纤维素属属于天然高分分子化合物。。答案：D水平测试1．汽车、火火车的车窗玻玻璃是()A．石英玻璃璃B．光学玻璃璃C．玻璃纤维维D．钢钢化玻璃解析：钢化玻璃的特特点是抗震裂裂，不易破碎碎，一旦破碎碎，碎块没有有尖锐的棱角角，常用于制制造汽车或火火车的车窗。。答案：D能力提升7．实验室储储存固体试剂剂可以放在广广口瓶中，液液体试剂放在在细