人教版高中化学选修一3.3《玻璃、陶瓷和水泥》导学案.docVIP

！ 第三节　玻璃、陶瓷和水泥导学案 [学习目标]　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、三大传统硅酸盐产品 1．玻璃eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(生产原料：纯碱、石灰石和石英砂,主要反应原理：CaCO3＋SiO2\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑,Na2CO3＋SiO2\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑,主要设备：玻璃窑,成分：CaSiO3、Na2SiO3、SiO2,特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，无固定熔点，属于玻璃,态物质,特种玻璃：光学玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等)) 2．陶瓷eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(生产原料：黏土,陶器手工制造大致步骤：混合、成型、干燥、烧结、冷却,陶瓷的优点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等)) 3．水泥eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(普通水泥的原料：石灰石、黏土和适量石膏,生产设备：水泥回转窑,普通水泥的主要成分：硅酸二钙（2CaO·SiO2），,硅酸三钙（3CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）,水泥的主要性质：水硬性,用途：水泥砂浆和混凝土,水泥的质量指标：我国的三个强度等级（42.5、52.5,和62.5）表示水泥的性能，等级越高，性能越好)) 【思考·讨论】 1．钢化玻璃和普通玻璃成分有何不同？ 答案　二者成分完全相同。 2．陶与瓷有什么异同？ 答案　共同点：都是硅酸盐产品；不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。 3．水泥在储存和运输过程中应注意什么？ 答案　由于水泥具有很强的吸水能力，能吸收空气中的水分并与之发生化学反应，故储存和运输过程中要注意防水、防潮。 二、玻璃和陶瓷的新发展 2．高温结构陶瓷eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(性能：耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小,种类：氮化硅、氧化铝、碳化硅、二氧化锆（ZrO2）等,用途：高温结构陶瓷可制造发动机，新型陶瓷可用于航空航天)) 【思考·讨论】 光纤的工作原理是什么？ 答案　光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成的。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%，根据光的折射和全反射原理，当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。这时光线在界面经过无数次全反射，以锯齿状路线在内芯向前传播，最后传至纤维的另一端。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、形形色色的玻璃 玻璃是用纯碱、石灰石和石英为原料，在玻璃熔炉中高温反应(Na2CO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑)而成的，故普通玻璃的成分为SiO2与CaSiO3、Na2SiO3。在玻璃生产中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得不同性能和用途的玻璃，如光学玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等。 (1)提高SiO2的含量或加入B2O3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)加入PbO后制得的光学玻璃折光率高，常用于制造眼镜片，照相机、望远镜和显微镜的透镜等。 (3)加入某些金属氧化物，可以制造有色玻璃，如加入氧化钴(Co2O3)呈蓝色，加入Cu2O呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，是因为原料中混有Fe2＋。 (4)把普通玻璃在高温下熔化，然后用冷风急吹，迅速冷却可得钢化玻璃。 【例1】　下列关于玻璃的叙述中，正确的是(　　) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料 B．红色玻璃中含有氧化钴 C．钢化玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英 D．无色玻璃是纯净物 解析　陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，A错；红色玻璃中含有氧化亚铜，含有氧化钴的玻璃呈蓝色，B错；钢化玻璃的原料与普通玻璃相同，C对；玻璃是混合物，D错。 答案　C 变式1　下列有关玻璃的说法中不正确的是(　　) A．普通玻璃的组成可表示为Na2O·CaO·6SiO2 B．氢氟酸能雕刻玻璃是因为它的酸性非常强 C．钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4～6倍 D．石英玻璃的膨胀系数相当于普通玻璃的1/18 解析　氢氟酸是弱酸，但其能与SiO2反应，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，常用其来雕刻玻璃。 答案　B 二、性能独特的新型无机非金属材料 (1)新型无机非金属材料的特性 ①能承受高温，强度高 例如，氮化硅陶瓷在1 300℃左右的高温下，仍具有很高的强度。 ②具有电学特性 一些新型无机非金属材料可以作绝缘体，有的可作半导体、导体、超