【金學(xué)案】學(xué)年高中化學(xué) 第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥同步輔導(dǎo)與檢測課件 新人教選修1

第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥探索生活材料2009年度諾貝爾物理學(xué)獎獲得者中，有稱為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕，憑借其在光纖領(lǐng)域的卓著研究而獲得此殊榮。利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。另外，利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，它有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的本領(lǐng)，又有柔軟、靈活，可以任意彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可以通過食道插入胃里。把胃里的圖像傳出來，醫(yī)生就可以窺見胃里的情形，然后根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。光導(dǎo)纖維的主要成分是什么？它還有哪些用途？1．知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化學(xué)成分、生產(chǎn)原料及用途。2．了解光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等新型材料的性能與用途。常見硅酸鹽產(chǎn)品的比較比較內(nèi)容玻璃(普通玻璃)陶瓷水泥原料____、______、____________、____、石膏設(shè)備_____________________條件____________主要反應(yīng)Na2CO3＋SiO2______________CaCO3＋SiO2___________復(fù)雜的_______變化復(fù)雜的_______變化比較內(nèi)容玻璃(普通玻璃)陶瓷水泥產(chǎn)品主要成份________________或Na2O·CaO·6SiO2___________________________產(chǎn)品特性無固定____抗____、抗酸堿腐蝕、耐____、絕緣、易成型等具有____性吸水能力強(qiáng)答案：純堿石灰石石英黏土黏土石灰石玻璃熔爐燒結(jié)窯水泥回轉(zhuǎn)窯高溫高溫煅燒

Na2SiO3＋CO2↑

CaSiO3＋CO2↑物理、化學(xué)物理、化學(xué)Na2SiO3CaSiO3SiO23CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3熔點(diǎn)氧化高溫水硬綜合拓展一、幾種玻璃的特性和用途

種類特性用途普通玻璃在某個(gè)溫度范圍內(nèi)逐漸軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等硼酸鹽玻璃化學(xué)穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)低，耐高溫和抗化學(xué)腐蝕高級的化學(xué)儀器光學(xué)玻璃透光性能好，折光率高眼鏡片、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的透鏡鋼化玻璃強(qiáng)度大、抗震裂，不易破碎汽車、火車的車窗等二、水水泥1．石石膏的的作用用：調(diào)調(diào)節(jié)水水泥硬硬化時(shí)時(shí)間。。2．用用途(1)制成成水泥泥砂漿漿：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蝕蝕。由由于水水泥的的主要要成4．水泥的質(zhì)量指標(biāo)：我國的三個(gè)強(qiáng)度等級(42.5、52.5和62.5)表示常用硅酸鹽水泥的性能，等級越高，性能越好。嘗試試應(yīng)應(yīng)用用1．．A．石英坩堝B．普通玻璃坩堝C．生鐵坩堝D．陶瓷坩堝解析析：：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與與氫氫氧氧化化鈉鈉反反應(yīng)應(yīng)；；普普通通玻玻璃璃中中含含有有二二氧氧化化硅硅，，易易被被燒燒堿堿腐腐蝕蝕；；生生鐵鐵中答案：D玻璃璃和和陶陶瓷瓷的的新新發(fā)發(fā)展展1．．光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維：：簡簡稱稱____。。(1)成成分分：：____(石(2)用途：制作____，還用于醫(yī)療、________、傳能傳像、________和照明等方面(3)光纜的性能：______性能好，通信質(zhì)量高，能防竊聽，質(zhì)量小而且細(xì)，______。答案案：：光纖纖(1)SiO2(2)光光纜纜信信息息處處理理遙遙測測遙遙控控(3)抗抗干干擾擾耐耐腐腐蝕蝕2．．高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)陶陶瓷瓷(1)新新型型陶陶瓷瓷的的種種類類，，如如____陶陶瓷瓷、、________陶陶瓷瓷、、生生物物陶陶瓷瓷和和超超導(dǎo)導(dǎo)陶陶瓷瓷等等。。(2)高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)陶陶瓷瓷的的類類別別：：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：：高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)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)超超硬硬高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)(2)氮氮化化硅硅氧氧化化鋁鋁二二氧氧化化鋯鋯(3)發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)綜合合拓拓展展三、、高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)陶陶瓷瓷2．．高高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)陶陶瓷瓷的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：高溫溫結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)陶陶瓷瓷具具有有耐高高溫溫、、不不怕怕氧氧化化、、耐耐酸酸堿堿腐腐蝕蝕、、硬硬度度大大、、耐耐磨磨損損、、密密度度小小等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。3．高溫溫結(jié)構(gòu)陶陶瓷在汽汽車制造造業(yè)上的的應(yīng)用用高溫結(jié)結(jié)構(gòu)陶瓷瓷制造發(fā)發(fā)動機(jī)，，發(fā)動機(jī)機(jī)的工作作溫度能能穩(wěn)定在在1300℃左左右，由由于燃料料充分燃燃燒而又又不需要要水冷卻卻，使熱熱效率大大幅度提嘗試應(yīng)用用2．下列列有關(guān)材材料用途途的敘述述不正確確的是()A．高溫溫結(jié)構(gòu)陶陶瓷可以以制作耐耐酸設(shè)備備B．氧化化鋁陶瓷瓷不可以以用于制制作耐高高溫設(shè)備備C．氮化化硅陶瓷瓷可以制制造軸承承D．光導(dǎo)導(dǎo)纖維可可用于傳傳能、傳傳像、照照明等解析：氧化鋁的的熔點(diǎn)是是2答案：B一、硅酸酸鹽材料料的組成成、結(jié)構(gòu)構(gòu)、性質(zhì)質(zhì)和用途途中國目前前所收藏藏最早的的玻璃制制品是戰(zhàn)戰(zhàn)國時(shí)代代的遺物物，玻璃璃與人們們的生產(chǎn)產(chǎn)生活密密切聯(lián)系系。(1)一一般住宅宅的窗玻玻璃是普普通玻璃璃，工業(yè)業(yè)上將純純堿(Na2CO3)、石灰灰石(CaCO3)和石英英(SiO2)粉碎后后放入玻玻璃窯中中在高溫溫下反應(yīng)應(yīng)生成玻玻璃。普普通玻璃璃的主要要成分為為__(2)在玻璃中加入某些金屬氧化物，可以制成彩色玻璃。如加入Co2O3的玻璃呈藍(lán)色。日常生活中見到的普通玻璃一般呈淡綠色，其原因是原料中混有________的緣故。(3)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的質(zhì)量之比為31∶28∶180，此玻璃的組成為________(填字母)。A．Na2O·CaO·6H2SiO3B．Na2O·CaO·6SiO2C．2Na2O·2CaO··9SiO2D．6Na2O·6CaO··SiO2解析：(1)以以純堿、、石灰石石和過量量石英為為原料制制備玻璃璃的反應(yīng)應(yīng)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＋顯淺綠色色，可以以使普通通玻璃呈呈淡綠色色。(3)n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝＝1∶1∶∶6。答案：(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(2)二二價(jià)鐵(Fe2＋)(3)B變式應(yīng)用1．我們看到到的普通玻璃璃，一般都呈呈淡綠色，這這是因?yàn)樵狭现谢煊蠪e2＋的原因。在制制玻璃的原料料中，再加入入下列物質(zhì)后后，可制得各各種不同用途途的玻璃。A．氧化亞銅銅(Cu2O)B．氧化鈷(Co2O3)C．氧化鉛(PbO)D．硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制造化化學(xué)儀器的玻玻璃需加入的的物質(zhì)是()。(2)制造光光學(xué)儀器的玻玻璃需加入的的物質(zhì)是()。(3)制造藍(lán)藍(lán)色玻璃需加加入的物質(zhì)是是()。。(4)制造紅紅色玻璃需加加入的物質(zhì)是是()。。DCBA二、新型無機(jī)機(jī)材料的特性性及用途氮化硅是一種種高溫陶瓷材材料，它的硬硬度大，熔點(diǎn)點(diǎn)高，化學(xué)性性質(zhì)穩(wěn)定，工工業(yè)上普遍采采用高純硅與與純氮在1300℃的的條件下反應(yīng)應(yīng)獲得。(1)根據(jù)性性質(zhì)，推測氮氮化硅陶瓷的的用途是()A．制汽輪機(jī)機(jī)葉片B．制有有色玻璃C．制永久性性模具D．制造柴柴油機(jī)(2)寫出N原子的結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖__________，根根據(jù)元素周期期律的知識，，請寫出氮化化硅的化學(xué)式式__________。(3)氮化硅硅陶瓷抗腐蝕蝕能力強(qiáng)，除除氫氟酸外，，它不與其他他無機(jī)酸反應(yīng)應(yīng)。試推測該該陶瓷被氫氟氟酸腐蝕的化化學(xué)方程式____________________。。(4)現(xiàn)用四四氯化硅與氮氮?dú)?、氫氣在在氖氣保護(hù)下下，加強(qiáng)熱發(fā)發(fā)生反應(yīng)，可可得到較高純純度的氮化硅硅，反應(yīng)的化化學(xué)方程式____________________。。解析：氮化硅是一種種高溫陶瓷材材料，具有硬硬度大、熔點(diǎn)點(diǎn)高、化學(xué)性性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)優(yōu)良性能，可可用于制造軸軸承、汽輪機(jī)機(jī)葉片、機(jī)械械密封環(huán)、永永久性模具等等機(jī)械構(gòu)件；；N元素位于于元素周期表表第二周期第第ⅤA族，Si元素則位位于元素周期期表第三周期期第ⅣA族族，非金屬性性應(yīng)是N元素素比Si元素素強(qiáng)，其化學(xué)學(xué)式可寫為：：Si3N4。氮化硅可被被氫氟酸腐蝕蝕，由Si3N4和HF的性質(zhì)質(zhì)分析，可推推知，該反應(yīng)應(yīng)不可能是一一個(gè)氧化還原原反應(yīng)，其產(chǎn)產(chǎn)物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加強(qiáng)熱時(shí)反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)物之一是是Si3N4，可知N2作為氧化劑參參與反應(yīng)，那那么還原劑只只能是H2，H2的氧化產(chǎn)物是是HCl。答案：(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N4＋12HF3SiF4↑＋4NH3↑(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl變式應(yīng)用2．有關(guān)高溫溫結(jié)構(gòu)陶瓷和和光導(dǎo)纖維的的說法正確的的是()A．高溫結(jié)構(gòu)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了了金屬材料的的弱點(diǎn)，但是是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材材料B．氮化硅陶陶器是一種重重要的結(jié)構(gòu)材材料，具有超超硬性，它不不與任何無機(jī)機(jī)酸反應(yīng)C．光導(dǎo)纖維維是一種能高高質(zhì)量傳導(dǎo)光光的纖維素制制品D．光導(dǎo)纖維維的抗干擾性性能好，不發(fā)發(fā)生電輻射，，通訊質(zhì)量高高，能防竊聽聽解析：掌握玻璃、陶陶瓷、水泥三三種重要材料料的用途。光光導(dǎo)纖維的主主要成分是SiO2，而纖維素屬屬于天然高分分子化合物。。答案：D水平測試1．汽車、火火車的車窗玻玻璃是()A．石英玻璃璃B．光學(xué)玻璃璃C．玻璃纖維維D．鋼鋼化玻璃解析：鋼化玻璃的特特點(diǎn)是抗震裂裂，不易破碎碎，一旦破碎碎，碎塊沒有有尖銳的棱角角，常用于制制造汽車或火火車的車窗。。答案：D能力提升7．實(shí)驗(yàn)室儲儲存固體試劑劑可以放在廣廣口瓶中，液液體試劑放在在細(xì)