高中化学选修1第3章第3节玻璃、陶瓷和水泥 (5)

【讨论与交流】
1、普通玻璃的生产原料是什么？
2、生产过程中发生的主要化学反应是什么？ 3、普通玻璃的成分是什么？
一、玻璃
1、原料 纯碱、石灰石、石英
2、原理
NCaaC2COO33++SSiOiO22=高==高=温=温===CNaaS2iSOiO3 +3
+ CO2↑ CO2↑
3、普通玻璃的组成
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形成在玻 璃态物质
第三节 玻璃、陶瓷和水泥
玻璃的发现
很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口，船 上装了许多天然苏打的晶体。 中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是 沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船上装 的天然结晶苏打，于是大家搬来几十块垒起锅灶，然后架起木柴燃了起来。 当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，大 家以为发现了宝贝。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和 地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。 聪明的腓尼基人很快就学会了 制作方法，他们把玻璃液制成大大小小的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受 到外国人的欢迎，一些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了 大财。
从高纯度的SiO2熔融体中，拉出直径约为100μm 的细丝，就得到石英 玻璃纤维，其传导光的能力非常强，所以又称光导纤维，简称光纤。
（1）成分： SiO2（石英玻璃）
（2）用途：可以用于通讯（制作光缆）、医疗、信息处理、传
能传像、遥测遥控、照明等许多方面。
（3）光缆的性能： 抗干扰性能好，通信质量高，能防窃听， 质量小而且细，耐腐蚀。
在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得 彩釉。加入的重金属离子不同，空气用量不同 ，彩釉的颜色不同。
加入釉料的 金属元素
Fe Cu Mn Cr Co
烧制时的空气用量与彩釉颜色
空气过量
空气不足
黄、红、褐、黑
蓝、绿
蓝绿
红
紫、褐
紫、黑褐
黄、绿、褐
蓝绿
蓝、淡蓝
蓝
三、水泥
1、主要原料：黏土、石灰石、石膏（辅料）
用途
制造发动机和航天飞机的防护片
练习：
1、下列物质有固定熔点的是： A、钢化玻璃 B、水泥 C、碳酸钠
（C）
D、水玻璃
2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是 （ B ）
A、纯碱 B、石灰石 C、石英
D、焦炭
3、熔融烧碱应选用的器皿是 A、石英坩埚
（ C）
B、普通玻璃坩埚
C、生铁坩埚
淡绿色(FeO)
【讨论与交流】
为什么碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶 液不能用带玻璃塞的试剂瓶存放？
●资料卡片
变色玻璃
含有AgBr （或AgCl）和微量CuO的玻璃是一种变色玻 璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的AgBr发生分解， 产生银原子。当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的 光大部分被吸收，原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑 色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在CuO的催化作用下， 银原子和溴原子又会结合生成AgBr。于是，玻璃又变成无 色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。
用途：
眼镜片、照相机、望远 镜和显微镜中的透镜等 光学仪器
钢化玻璃（工艺处理）
方法：普通玻璃在钢化炉里加热软化，取 出后再急速冷却。
性能: 机械强度大、 抗震裂、不易破碎； 碎块无棱角
用途: 汽车或火车车窗
彩色玻璃
金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里， 使玻璃呈现特征颜色。
蓝色(Co2O3) 红色(Cu2O)
②混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。
混凝土常用钢筋做结构，这就是常说的钢筋 混凝土结构。
水 泥 回 转 窑
水泥的性能是如何表示的？
用强度等级来表示水泥的不同性能。常用的硅酸盐水泥分为 42.5、52.5、62.5三个等级。等级越高，性能越好。
四、玻璃和陶瓷的新发展
1、功能材料——光导纤维（光纤）
3、反应条件： 高温
4、性能： 抗氧化、抗酸碱、耐腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型
5、种类： 土器、陶器、炻器、瓷器
土器
陶器
炻器
瓷器
一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而 且有不同程度的渗透性。但日常生活中的许多 陶瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富， 非常漂亮。这是因为烧制前在坯体表面涂上一 层彩釉的缘故。
2、主要设备：水泥回转窑
3、反应条件： 高温
4、主要成分：硅酸三钙3CaO•SiO2 硅酸二钙
2CaO•SiO2、铝酸三钙3CaO•Al2O3
5、主要性能：水硬性（水泥与水掺和、搅拌并经静置后
很容易凝固变硬，这就叫做水泥的水硬性
原料
Hale Waihona Puke Baidu研磨
煅烧
加入石膏
水泥
混合
(回转窑)
6、水泥用途：
①水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。 水泥砂浆是建筑黏合剂。
氧化铝陶瓷制品
碳化硅陶瓷衬管
氮 化 硅 陶 瓷 轴 承
氧 化 锆 陶 瓷
特殊功能的陶瓷：
超硬陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷、 超导陶瓷等
2、高温结构陶瓷
高温结构陶瓷的类别：
氮化硅（Si3N4）陶瓷、氧化铝（Al2O3）陶瓷、碳化 硅（SiC）陶瓷和二氧化锆（ZrO2）陶瓷
性能 耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、 密度小等
2AgBr 光
CuO
2Ag+Br2
用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得
柔和且有阴凉感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片等。
陶瓷工业
“陶都”是指哪里？ “瓷都”又是指哪里？ “陶都”是指江苏宜兴； “瓷都”是指江西景德镇
二、陶瓷
1、主要原料： 黏土、高岭土
2、生产过程： 混合、成型、干燥、烧结、冷却
4、设备：玻璃窑
【思考与交流】
玻璃是否为晶体？生活中有许多漂亮 的玻璃制品，它们有的是由人工吹制 的，玻璃为什么能被吹制成性状不同 的制品？
玻璃不是晶体，玻璃没有一定的 熔点，而是在某个温度范围内逐 渐软化，在软化状态时可以被吹 制成任何形状的制品。
钢 化 玻 璃
硼硅酸盐玻璃
光学玻璃
特殊玻璃
在生产过程中加入不同的物质，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。
【讨论与交流】
日常生活中你见到的特殊玻璃都有哪些？ 这些特殊玻璃有哪些用途？
硼硅酸盐玻璃
性能：
加入B2O3
膨胀系数小、化学稳 定性好，更耐高温和 耐化学腐蚀．
用途: 高级化学仪器
光学玻璃 加入PbO
性能：透光性能好、折光率高