《[学案]2012高二化学学案 3.3 玻璃、陶瓷和水泥 (人教版选修1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[学案]2012高二化学学案 3.3 玻璃、陶瓷和水泥 (人教版选修1)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.3 玻璃、陶瓷和水泥 学案（人教版选修1）课标展示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。一、玻璃1原料：_。2反应原理原料熔融后发生比较复杂的_。主要反应：_。3普通玻璃主要成分：_(或写成氧化物形式为Na2OCaO6SiO2)。4主要性能：_晶体，称作_物质，_的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。5几种特殊玻璃(1)硼酸盐玻璃：加入_，能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而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。(2)光学玻璃：加入_后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造眼镜片、照相机、望远镜和
2、显微镜中的透镜等。(3)彩色玻璃：加入某些金属氧化物的玻璃，加_呈蓝色，加_呈红色，加_呈淡绿色。普通玻璃一般呈淡绿色是因为_。(4)钢化玻璃：_得到，它的机械强度比普通玻璃大_倍，抗震裂，不易破碎；一旦破碎，碎块没有尖锐的棱角。二、陶瓷1制造陶瓷器的主要原料是黏土(主要成分为Al2O32SiO22H2O)。2手工制造陶瓷器的过程整个的制造过程可分解为_(将黏土和水混合)_。特别提醒在陶瓷的制造过程中，水像润滑剂一样使得黏土可以塑成各种形状。制造陶瓷的原料在烧结过程中发生了复杂的物理、化学变化，因此陶瓷与生产原料的化学成分有较大的差别。3瓷器制作一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而且有不同程度
3、的渗透性。日常生活中我们见到的许多陶瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，非常漂亮。这是由于烧制前在坯体上涂了_的缘故。在普通釉料中加入一些_，可制成彩釉。涂有彩釉的陶瓷制品绚丽多彩，备受人们的喜爱。加入釉料的烧制时的空气用量与彩釉颜色金属元素空气过量空气不足Fe黄、红、褐、黑蓝、绿Cu蓝绿红Mn紫、褐褐、黑褐Cr黄、绿、褐蓝绿Co蓝、淡蓝蓝4.陶瓷的性质陶瓷具有抗_、抗_腐蚀、耐_、_、_成型等许多优点。5陶瓷的用途陶瓷广泛应用于生活和生产中。例如，日常生活中的部分餐具、电器中的绝缘瓷、化学实验室中的坩埚和蒸发皿等都是陶瓷制品。一些耐高温、耐高压的新型陶瓷被用来代替钢材使用。三、水泥1生产
4、水泥的主要原料生产水泥的主要原料是_和_，辅助原料有石膏等。2水泥的生产过程生料熟料普通的硅酸盐水泥3水泥的主要成分水泥有不同的种类，普通水泥的主要成分的名称、化学式(用氧化物表示)如下：硅酸三钙：_；硅酸二钙：_；铝酸三钙：_。4水泥的性质(1)水硬性：将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易_。由于水泥具有这一优良的特性，因而是非常重要的建筑材料。水泥在水中也能硬化，它又是水下工程必不可少的材料。(2)易吸水性：水泥的吸水能力很强，能吸收空气中的水分并与之发生化学反应，所以不能长期存放，即使短期存放也要注意防潮。四、玻璃和陶瓷的新发展1光导纤维(1)含义：从高纯度的_(或称石英玻璃)熔融体中，
5、拉出直径约_的细丝，就得到石英玻璃纤维。石英玻璃纤维传导光的能力非常_，所以又称_，简称光纤。将许多根经过技术处理的_绕在一起就得到光缆。(2)性能和用途：利用光缆通信，能同时传输大量的信息。光缆的_性能好，通信质量高，能防_。光缆的质量_而且_，_腐蚀，铺设也很方便，因此是非常好的通信材料。光导纤维除了可以用于_外，还用于_、_、_、_和_等许多方面。2高温结构陶瓷(1)特殊功能的陶瓷(2)高温结构陶瓷的应用用高温结构陶瓷制造发动机，发动机的工作温度能稳定在_左右，由于燃料充分燃烧而又不需要水冷却，使热效率大幅度提高。同时，用陶瓷材料做发动机，还可_。用新型陶瓷制成的防护片能承受航天飞机发射
6、时因大气摩擦而产生的_以上的高温，防止航天飞机的铝合金外壳_，从而保护航天飞机和宇航员的安全。(3)高温结构陶瓷的分类氮化硅(Si3N4)陶瓷、氧化铝陶瓷、_陶瓷和_陶瓷。无机非金属材料 题型一硅酸盐材料的组成、结构、性质和用途 中国目前所收藏最早的玻璃制品是战国时代的遗物，玻璃与人们的生产生活密切联系。(1)一般住宅的窗玻璃是普通玻璃，工业上将纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)粉碎后放入玻璃窑中在高温下反应生成玻璃。普通玻璃的主要成分为_。(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
7、原料中混有_的缘故。(3)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2的质量之比为3128180，此玻璃的组成为(填选项)_。ANa2OCaO6H2SiO3BNa2OCaO6SiO2C2Na2O2CaO9SiO2D6Na2O6CaOSiO2解析(1)以纯碱、石灰石和过量石英为原料制备玻璃的反应原理是：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2和CaCO3SiO2CaSiO3CO2，所以玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。(2)Fe2显浅绿色，可以使普通玻璃呈淡绿色。(3)n(Na2O)n(CaO)n(SiO2)116。答案(1)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(2)二价铁(Fe
8、2)(3)B变式训练1古希腊流传这样一个传奇故事：一批贩运纯碱的商船停泊在江边的砂岸旁，商人们找不到石头搭灶做饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在砂地上垫锅烧饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。这固体是_，主要成分是_。题型二新型无机材料的特性及用途 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_。(填序号)A制汽轮机 B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油机(2)写出N的原子结构示意图_，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与
9、其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_。(4)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式_。解析氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大、熔点高、化学性质稳定、优良性能，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，N元素位于元素周期表第二周期第A族，Si元素则在第三周期第A族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4。氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知，该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N
10、2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物只能是HCl。答案(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N412HF=3SiF44NH3(4)3SiCl42N26H2Si3N412HCl变式训练2下列有关材料用途的叙述不正确的是()A高温结构陶瓷可用于制造航天飞机表面的防护片B高温结构陶瓷可用于制造汽车发动机C氧化铝陶瓷不可用于制耐高温设备D光导纤维可用于传能传像、医疗、照明等参考答案基础知识梳理一、1.纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)2物理变化、化学变化Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2、CaCO3SiO2CaSiO3CO23Na2SiO3、Ca
11、SiO3、SiO24不是玻璃态没有一定5(1)B2O3(2)PbO(3)Co2O3Cu2OFeO原料中混有二价铁的缘故(4)普通玻璃加热软化，再急速冷却46二、2.混合成型干燥烧结冷却陶瓷器3彩釉重金属离子4氧化酸碱高温绝缘易三、1.石灰石黏土33CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O34(1)凝固变硬四、1.(1)SiO2100 m强光导纤维光纤(2)抗干扰窃听小细耐通信医疗信息处理传能传像遥测遥控照明2(2)1 300减轻汽车的质量1 600受热熔化(3)碳化硅(SiC)二氧化锆(ZrO2)典型例题剖析变式训练1玻璃Na2SiO3，SiO2解析纯碱与二氧化硅发生反应生成了玻璃。2C熟练掌握各种材料的重要用途。5
