化學(xué)和技術(shù)-無機(jī)非金屬材料(第1課時)

教學(xué)目標(biāo)1、了解傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)的生產(chǎn)特點，知道其生產(chǎn)原理和產(chǎn)品的主要成分。2、能舉例說明無機(jī)非金屬材料的特點。3、討論社會發(fā)展和科技進(jìn)步對材料的要求，認(rèn)識化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用。無機(jī)非金屬材料第一頁第二頁，共42頁。

同學(xué)們，以下工業(yè)建筑及生活用品都是有那些材料構(gòu)成的？水泥傳統(tǒng)硅酸鹽材料第二頁第三頁，共42頁。玻璃傳統(tǒng)硅酸鹽材料第三頁第四頁，共42頁。陶瓷傳統(tǒng)硅酸鹽材料第四頁第五頁，共42頁。元貝駕考

元貝駕考2016科目一科目四

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駕考寶典2016科目一科目四第五頁第六頁，共42頁。中國陶瓷珍品之清彩瓷傳統(tǒng)硅酸鹽材料第六頁第七頁，共42頁。唐三彩傳統(tǒng)硅酸鹽材料第七頁第八頁，共42頁。概念:

以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)加工制得硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)稱為硅酸鹽工業(yè)。常見如水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)都屬硅酸鹽工業(yè)。2.硅酸鹽工業(yè)的特點：(1)原料：(2)反應(yīng)條件：(3)反應(yīng)原理：(4)生成物：硅酸鹽工業(yè)含硅的物質(zhì)、碳酸鹽等。高溫復(fù)雜的物理、化學(xué)變化硅酸鹽產(chǎn)品3.硅酸鹽產(chǎn)品分類：陶瓷。水泥、玻璃、傳統(tǒng)硅酸鹽材料第八頁第九頁，共42頁。思考與交流

通過，以上幻燈片提示，誰能說出什么是硅酸鹽材料？自然界中那些物質(zhì)是硅酸鹽或硅的氧化物？傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品以什么物質(zhì)為原料生產(chǎn)？原料又有什么結(jié)構(gòu)特殊性？陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸鹽材料；沙石、黏土、石英、石棉、高齡石等許多礦物是硅酸鹽或硅的氧化物；傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品以黏土、鉀長石和鈉長石為原料。傳統(tǒng)硅酸鹽材料第九頁第十頁，共42頁。結(jié)構(gòu)中都含有硅氧四面體

特點：穩(wěn)定性高、硬度高、熔點高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等傳統(tǒng)硅酸鹽材料第十頁第十一頁，共42頁。1.陶瓷(China)主要原料：黏土傳統(tǒng)生產(chǎn)過程：混和、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化

主要成分：硅酸鹽主要特性：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點。

一、傳統(tǒng)硅酸鹽材料陶瓷第十一頁第十二頁，共42頁。陶瓷器制造過程示意圖陶瓷第十二頁第十三頁，共42頁。你能說出陶釉的成分嗎？

金屬及金屬氧化物，如紅色Cu2O。陶瓷第十三頁第十四頁，共42頁。陶瓷第十四頁第十五頁，共42頁。陶瓷主原料要生產(chǎn)過程反應(yīng)條件種類性能黏土混合成型干燥燒結(jié)冷卻高溫土器陶器炻器瓷器抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型陶瓷第十五頁第十六頁，共42頁。陶瓷是由黏土在高溫下燒制而成，根據(jù)原料和燒制溫度的不同主要分為：土器、陶器、炻器、瓷器。土器：含雜質(zhì)比較高的粘土在適當(dāng)?shù)臏囟认露傻模绯Ｒ姷拇u、瓦。瓷器：需要純凈的粘土做原料，溫度也更高，瓷器比陶器磁體白凈質(zhì)地致密。陶瓷第十六頁第十七頁，共42頁。主要種類：土器：磚瓦(自然冷卻，F(xiàn)e2O3含量較多)(淋水冷卻，F(xiàn)e3O4、FeO較多)陶器：彩陶江蘇宜興的紫砂壺、秦漢兵馬俑瓷器：碗盤茶具收藏珍品炻器：水缸、砂鍋景德鎮(zhèn)陶瓷紅瓦青瓦陶瓷第十七頁第十八頁，共42頁。2.玻璃（1）原

料：純堿、石灰石和石英（2）主要設(shè)備：玻璃熔爐

（3）生產(chǎn)過程：原料粉碎，玻璃熔爐中強(qiáng)熱，成型冷卻（4）反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑

高溫

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高溫玻璃第十八頁第十九頁，共42頁。（5）主要成分：Na2SiO3?CaSiO3?SiO2

（6）主要性能：玻璃態(tài)物質(zhì)，沒有固定的熔點，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。（Na2O?CaO?6SiO2）玻璃第十九頁第二十頁，共42頁。種類特性用途普通玻璃高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂運動器材，微波通訊器材，汽車、火車的窗玻璃等玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等光學(xué)玻璃透光性能好，有折光性和色散性眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等中的凹凸透鏡石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等幾種玻璃的特性及比較玻璃第二十頁第二十一頁，共42頁。a.普通玻璃(鈉玻璃)

是用石英砂、純堿和

石灰石共熔而制得的一種無色透明的熔體：

Na2CO3+CaCO3+6SiO2=Na2O.CaO.6SiO2+2CO2玻璃第二十一頁第二十二頁，共42頁。普通玻璃玻璃第二十二頁第二十三頁，共42頁。b.有色玻璃在玻璃原料中加入某些金屬氧化物,可制成有色玻璃。如玻璃中加入CoO

呈藍(lán)色加入Mn2O3呈紫色加入Cr2O3

呈綠色加入Cu2O呈紅色c.鋼化玻璃玻璃第二十三頁第二十四頁，共42頁。玻璃聚乙烯醇丁醛玻璃d.防彈玻璃又稱為夾層玻璃。當(dāng)受到外部撞擊的時候，夾層可將受到的力發(fā)散開來，減少了子彈等武器的沖擊力，進(jìn)而保護(hù)了受保護(hù)者的安全！玻璃第二十四頁第二十五頁，共42頁。f.光學(xué)玻璃玻璃第二十五頁第二十六頁，共42頁。g.石英玻璃玻璃第二十六頁第二十七頁，共42頁。玻璃加工1、普通玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼化玻璃。2、氫氟酸(HF)對玻璃具有腐蝕作用，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀器(量筒、滴定管等)上標(biāo)注刻度及文字。

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃第二十七頁第二十八頁，共42頁。變色玻璃在玻璃中加入適量的溴化銀(AgBr)和氧化銅的微小晶粒，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚梢灾瞥勺兩Ａ?。?dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和溴單質(zhì)，分解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒，使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動變淺，透光性增強(qiáng)。玻璃第二十八頁第二十九頁，共42頁。玻璃態(tài)物質(zhì)玻璃的結(jié)構(gòu)特點——玻璃態(tài)物質(zhì)玻璃是無定形硅酸鹽的混合物，屬于玻璃態(tài)物質(zhì)。

玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點，可以在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化變成液態(tài)。在軟化狀態(tài)時，玻璃可吹制或軋成一定形狀的制品。玻璃第二十九頁第三十頁，共42頁。思考：玻璃為什么會被人工吹制成各種形狀？

普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物質(zhì)，主要成分是SiO2。玻璃不是晶體，而是玻璃態(tài)物質(zhì)，這類物質(zhì)沒有固定的熔點，而是在某個溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時，可被吹制成任何形狀的制品。玻璃第三十頁第三十一頁，共42頁。1.建筑用粘合劑——水泥砂漿的成分是什么？2.混凝土又是什么做成的？水泥、沙子和水的混合物水泥、沙子和碎石混合而成思考水泥第三十一頁第三十二頁，共42頁。3.水泥：主要原料：黏土和石灰石主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程：生料研磨，高溫煅燒得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸鹽水泥輔助原料：石膏—作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度石膏—作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度水泥第三十二頁第三十三頁，共42頁。硅酸鹽水泥熟料、礦物組成及含量

組分化學(xué)式符號質(zhì)量分?jǐn)?shù)硅酸三鈣3CaO.SiO2C3S0.37～0.60硅酸二鈣2CaO.SiO2C2S0.15～0.37鋁酸三鈣3CaO.Al2O3C3A

0.07～0.15鐵鋁酸四鈣4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF0.10～0.18符號C表示CaO，S表示SiO2

，A表示Al2O3

，

F表示Fe2O3。水泥第三十三頁第三十四頁，共42頁。水泥第三十四頁第三十五頁，共42頁。水泥回轉(zhuǎn)窯水泥第三十五頁第三十六頁，共42頁。主要成分：硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、

硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)等主要性能：水硬性主要用途：建筑、修路。

如：水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土。反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化學(xué)與問

你聽說過豆腐渣工程嗎，產(chǎn)生現(xiàn)象的原因很多，但都與水泥標(biāo)號有關(guān)，查閱資料了解水泥標(biāo)號有關(guān)問題。水泥第三十六頁第三十七頁，共42頁。水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石、粘土石英、純堿、石灰石粘土主要設(shè)備回轉(zhuǎn)爐玻璃熔爐陶瓷窯反應(yīng)條件高溫高溫高溫反應(yīng)原理復(fù)雜的物理、化學(xué)變化Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2復(fù)雜的物理化學(xué)變化主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2成分復(fù)雜特性水硬性玻璃態(tài)物質(zhì)抗氧化.酸堿.腐蝕耐高溫.絕緣水泥、玻璃、陶瓷生產(chǎn)比較傳統(tǒng)硅酸鹽材料第三十七頁第三十八頁，共42頁。1、熔融燒堿應(yīng)選用的儀器是：（）

A.石英坩堝B.普通玻璃坩堝C.生鐵坩堝D.陶瓷坩堝課堂練習(xí)C2、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是：（）

A.粘土、B.石英、

C.Al2(Si2O5)OH)4D.Mg2SiO4

B3、石灰石是許多工業(yè)原料之一，但制取下列物質(zhì)不需要石灰石的是：（）

A.制硅酸B.制水泥、

C.制玻璃、D.制生石灰A傳統(tǒng)硅酸鹽材料第三十八頁第三十九頁，共42頁。4、與普通玻璃的成分相同的是（）

A.鋼化玻璃B.有色玻璃

C.光學(xué)玻璃D.石英玻璃A5、下列物質(zhì)具有固定熔沸點的是：（）

A.鋼化玻璃B.漂白粉

C.消石灰D.水玻璃C6、下列不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是：（）

A.水泥B.磚瓦C.陶瓷D.硫酸D傳統(tǒng)硅酸鹽材料第三十九頁第四十頁，共42頁。8、在水泥中加入石膏的作用是

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