《玻璃、陶瓷和水泥》

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1、学习目标: 1、了解硅酸盐工业及一些产品 2、对化学与生产、生活实际的联系有进一步 的认识,学习重点： 1、生产水泥、玻璃、陶瓷的原理和主要原料 2、水泥、玻璃和陶瓷的组成、性质和用途,第三节 玻璃、陶瓷和水泥,第三章 探索生活材料,以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。,如制造玻璃、陶瓷、水泥等产品的工业都属硅酸盐工业。,一、玻 璃,讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?,实验室玻璃仪器,玻璃金字塔,思考讨论：,1、制造玻璃的主要原料是什么？,2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？,3、玻璃的主要成分是什么？,4、玻璃为什么可以被人工吹成不同 形状的制品？,一、玻 璃,

2、1、原 料：纯碱、石灰石和石英,Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2,2、反应原理： 复杂的物理、化学变化，主要反应：,高温,高温,3、主要成分：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅,学与问,玻璃为什么可以 被人工吹制成形 状不同的制品？,4、玻璃没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品,一、玻 璃,玻璃,没有固定的熔点。,没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。（介于晶体与非晶体之间。）,讨论：,这四幅图中的几种玻璃是如何制造的？各有什么特性和用途？,几种特殊玻璃：,硼硅酸盐玻璃：,膨胀系数小、化学

3、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：,透光性能好、折光率高,用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器,玻 璃,加入BO,加入PbO,蓝色(Co2O3) 红色 (Cu2O) 淡绿色 (FeO),几种特殊玻璃：,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。,玻璃在钢化炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。,钢化玻璃：,玻 璃,变色玻璃,见P55资料卡片：,二、玻璃的新发展,1.光导纤维（光纤）,是从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝。,光纤通信有哪些优点呢？,1、信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通话，也可同

4、时传送多套电视节目；,2、质量小而且细：每千米27g，不怕腐蚀铺设方便；,4、成本低：每千米1万元左右。,3、光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听；,玻璃的新发展,光导纤维的应用：,除了用于通信外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等许多方面。,光学纤维胃镜,现代通信用光缆,光导纤维手术头灯,用光导纤维做手术不用开刀,1. 玻璃的性能和用途是由什么决定的？如何减少和利用玻璃垃圾？,(1)由玻璃的成分决定的。 (2)尽可能回收玻璃瓶，其中一部分可重新制造玻璃制品，一部分经消毒可再利用。,思考,2、什么叫硅酸盐工业？试举出三种 硅酸盐工业产品。,是以含硅物质为主要原料

5、经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等。,4、制造玻璃的主要设备是什么？ 反应条件是什么？,3、制造玻璃的主要原料是什么？,纯碱、石灰石、石英,玻璃窑（玻璃熔炉）；反应条件是高温,普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃、 玻璃纤维、有色玻璃等,蓝色：Co2O3（氧化钴）； 红色：Cu2O（氧化亚铜）； 淡绿色是因混有二价铁离子,硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）、 二氧化硅（SiO2）,7、玻璃的种类很多，试举出五种玻璃名称,5、玻璃的主要成分是什么？,6、制造玻璃过程中，加入什么物质后 玻璃呈蓝色？加入什么呈红色？ 扑通玻璃呈绿色是因为混有什么？,

6、二、陶瓷,讨论:同学们在日常生活中接触过哪些陶瓷制品?,陶瓷工业,陶俑,瓷器,澳门博物馆中佛山石湾瓷器,第七届亚洲艺术节中展示的石湾陶艺,二、陶 瓷,1、原 料：,2、生产过程：,3、反应条件：高温,混合成型干燥烧结冷却陶瓷器,黏土（Al2O32SiO22H2O）,5、主要性能：,抗氧化、抗酸碱、耐高温、绝缘、易成型等,4、种类：,土器、陶器、瓷器等,彩陶,设问： 1、我国最为著名的陶器、瓷器产地在什么地方？ （答案：陶都江苏宜兴 瓷都江西景德镇） 2、对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？怎样弥补？ 表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。 烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水

7、。,4、手工制造陶瓷的生产过程是 怎样的?（步骤）,3、制造陶瓷的主要原料是什么？,粘土,1、混合；2、成型；3、干燥； 4、烧结；5、冷却；6、陶瓷器,5、在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时的空气用量不同，都会影响彩釉的颜色，这对你有什么启示？ 启示： 1、在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生成不同的金属氧化物，不同金属氧化物的颜色不同； 2、烧制时空气用量不同，得到金属离子的氧化态不同，颜色也不同,高温结构陶瓷 思考： 1、假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不坏的情况下，最怕遇到的问题是什么? （答案：缺水） 2、汽车行驶时，为什么经常要加水? （答案：为了散热，因为汽车的

8、发动机多是由金属制作，它们在高温时容易损坏，必须用水来冷却。）,陶瓷发动机氮化硅陶瓷 设问： 既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预测氮化硅的性质。 （答案：应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。） 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机。,新型结构陶瓷除氮化硅陶瓷外，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、二氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、钠米陶瓷等等，它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面。,第三部分、水泥,粘土和 石灰石， 加适量 石膏,水泥 回转 窑,高温,硅酸三钙 硅酸二钙

9、铝酸三钙,水硬 性,水硬性：将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变硬，这叫做水泥的水硬性,高温,水泥回转窑示意图,硅酸二钙(2CaOSiO2 ) 硅酸三钙(3CaOSiO2) 铝酸三钙(3CaOAl2O3) 铁铝酸钙(4CaOAl2O3 Fe2O3),生产原料,主要成分,2、制造水泥的主要设备是什么？ 反应的条件是什么？,1、制造水泥的主要原料是什么？,制造水泥的主要原料是粘土和 石灰石，加适量石膏,水泥回转窑；反应条件是高温,是水泥、沙子和碎石的混合物,5、什么叫混凝土？,4、普通水泥有何优良特性？ 什么叫水泥砂浆？,普通水泥有水硬性；水泥、沙子和水的混合物,3、普通水泥的主要成分是什么

10、？ 写出其化学式,硅酸二钙(2CaOSiO2 ) 硅酸三钙(3CaOSiO2) 铝酸三钙(3CaOAl2O3),6、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，表示水泥的性能越好 7、原料中的石膏的作用是什么？ 延缓水泥的硬化 硬化：水泥配上适当分量的水后，调和成浆，经过相当长时间，凝结成块，最后成为坚硬如石的物体,中国水泥工业明天更美好,抚今追昔，我国水泥工业在过去的岁月里经历了曲折而 又辉煌的发展历程。 1892年，启新水泥厂在唐山建立，拉开了我国水泥工业 发展的序幕。但由于战乱不断和外来侵略，到1949年新

11、 中国成立时，我国水泥生产技术仍非常落后 20世纪5060年代，我国水泥工业的发展取得长足进步。 20世纪7080年代，尤其是改革开放以来，国民经济的 稳步高速发展带动了我国水泥工业技术的快速进步和水泥 产量的迅猛增长。1985年产量达1.46亿吨，居世界第一 。 目前，我国水泥工业正沿着国际水泥工业的发展趋势是以 节能、降耗、环保、提高水泥质量和提高劳动生产率为中心，走可持续发展的道路。,1、下列物质有固定熔点的是： A、钢化玻璃 B、水泥 C、碳酸钠 D、水玻璃,2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是 A、纯碱 B、石灰石 C、石英 D、焦碳,3、下列说法正确的是 A、玻璃是一种晶体 B、水玻璃在空气中能变浑浊，水泥无论在空气中还是水中都能硬化 C、制备光导纤维的重要原料是玻璃 D、水泥工业中最重要的设备是高炉 E、高温结构陶瓷具有熔点高、硬度大、密度小的特点,4、熔融烧碱应选用的器皿是 A、石英坩埚 B、普通玻璃坩埚 C、生铁坩埚 D、陶瓷坩埚,5、某型号水泥主要成分为Ca2SiOx 、Ca3SiOy 、 Ca3Al2Oz ， 则： X= y= z= 制取该水泥所用的原料是,