1、新课标人教版新课标人教版高中化学高中化学选修选修1 1 第三章第三章 探索生活材料探索生活材料 硅酸盐产品玻璃、陶玻璃、陶瓷、瓷、水泥水泥glass、ceramics、cement学习目标学习目标：1 1掌握水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。掌握水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。2 2激发学习化学的兴趣，对化学与生产、生活实际的联系有进一激发学习化学的兴趣，对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。步认识。3 3认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。重点、难点重点、难点:水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料。
2、水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料。同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?玻璃杯玻璃杯实验室玻璃仪器实验室玻璃仪器玻璃艺术品玻璃艺术品彩色玻璃彩色玻璃思考思考玻璃金字塔玻璃金字塔 很久以前很久以前,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。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中午到了，他们决定在沙洲上埋锅做饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到可以支锅的石块。锅做饭。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
3、，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，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。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
4、的欢迎，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。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。1 1、制造玻璃的主要原料是什么？、制造玻璃的主要原料是什么？2 2、玻璃窖玻璃窖中主要发生了哪些反应？中主要发生了哪些反应？3 3、玻璃的主要成分是什么？、玻璃的主要成分是什么？4 4、玻璃为什么可以被人工吹成不、玻璃为什么可以被人工吹成不同形同形状的制品？状的制品？思考思考原料玻璃反应原理主要成分纯碱纯碱(Na2CO3)、石灰石、石灰石(CaCO3)和石英和石英(SiO2)CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO
5、2 高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高温高温硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅、二氧化硅(SiO2)玻玻璃璃生生产产一一般般流流程程玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？制品？玻玻璃璃态态物物质质定义定义特性特性实例实例没有一定的熔点而在某一温度范围内没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。逐渐软化的物质。（介于晶体与非晶介于晶体与非晶体之间体之间。）。）没有固定的没有固定的熔点。熔点。玻璃玻璃 玻璃没有一定的玻璃没有一定的熔点熔点，而是在某个范围内逐渐软，而是在某个范围内逐渐软化，在
6、软化状态时，可以被吹成任何形状的制品化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品 这四幅图中的几种玻这四幅图中的几种玻璃是如何制造的？各璃是如何制造的？各有什么特性和用途？有什么特性和用途？1.1.硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃2.2.光学玻璃光学玻璃3.3.彩色玻璃彩色玻璃4.4.钢化玻璃钢化玻璃特殊玻璃：特殊玻璃：在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的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化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。玻璃。个人战个人战特殊玻璃：特殊玻璃：硼硅酸盐玻璃：硼硅酸盐玻璃：膨胀系数小、化学稳定性好，膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐
7、化学腐蚀。更耐高温和耐化学腐蚀。高级化学仪器高级化学仪器过量的过量的SiO2或加入或加入B2O3光学玻璃：光学玻璃：透光性能好、折光率高透光性能好、折光率高眼镜片、照相机、望远镜和显眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器微镜中的透镜等光学仪器 加入加入PbOPbO性能：性能：用途：用途：性能：性能：用途用途：蓝色蓝色(Co(Co2 2O O3 3)红色红色(Cu(Cu2 2O)O)淡绿色淡绿色(FeOFeO)彩色玻璃：彩色玻璃：金属氧化物均匀地分散金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。特征颜色。普通玻璃在钢化炉里加热软化，取出后再急普通玻璃
8、在钢化炉里加热软化，取出后再急速冷却。速冷却。钢化玻璃钢化玻璃（工艺处理）（工艺处理）工艺玻璃制品工艺玻璃制品机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块无棱角无棱角用途：用途：性能：性能：用途用途：方法：方法：方法：方法：从高纯度的石英玻璃（从高纯度的石英玻璃（SiO2）熔融体中，拉出直径约）熔融体中，拉出直径约100微米的细丝，就得到微米的细丝，就得到石英玻璃纤维石英玻璃纤维。其传导光的能力非常强，所以又称。其传导光的能力非常强，所以又称光导纤维光导纤维，简称，简称光纤光纤。信息容量大。质量小而且细成本低成本低1.光导纤维（光纤）光导纤维（光纤）光导纤维光导纤维光纤
9、之父光纤之父高锟高锟玻璃的新发展玻璃的新发展2、中空玻璃、中空玻璃3 3、夹层玻璃：、夹层玻璃：4、变色玻璃 陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中国的国粹，在新石器时期我们的祖陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中国的国粹，在新石器时期我们的祖先就已经能制造陶瓷，在历史的长河中，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期，唐先就已经能制造陶瓷，在历史的长河中，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期，唐朝（朝（“唐三彩唐三彩”）和宋朝（）和宋朝（“钧瓷钧瓷”）陶瓷历史：陶瓷历史：二、陶二、陶 瓷瓷我国最著名的陶器产地：我国最著名的陶器产地：江苏宜兴，有陶都之称江苏宜兴，有陶都之称江西景德镇江西景德镇我国素有我国素有“瓷都瓷都”之称的地方：之
10、称的地方：种种类类性性能能生产生产过程过程主要主要原料原料陶陶瓷瓷黏土黏土反应反应条件条件陶陶瓷瓷混合混合成型成型干燥干燥烧结烧结冷却冷却陶瓷器陶瓷器传统生产过程传统生产过程种种类类性性能能生产生产过程过程主要主要原料原料陶陶瓷瓷黏土黏土混合、成型、干混合、成型、干燥、烧结、冷却燥、烧结、冷却反应反应条件条件高温高温土陶土陶陶器陶器炻器炻器瓷器瓷器抗氧化抗氧化抗酸碱抗酸碱耐腐蚀耐腐蚀耐高温耐高温绝缘性绝缘性易成型易成型陶陶瓷瓷马家窑长江长江黄河黄河北方北方东南东南西南西南唐三彩唐三彩 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
11、。但日常生活中的许多陶瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩性。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。这是因为丰富，非常漂亮。这是因为烧制前在坯体表面涂上一层釉料的缘故。烧制前在坯体表面涂上一层釉料的缘故。在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。加入的重金属离子加入的重金属离子不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。加入釉料的金属元加入釉料的金属元素素烧制时的空气用量与彩釉颜色烧制时的空气用量与彩釉颜色空气过量空气过量空气不足空气不足FeFe黄、红、褐、黑黄、红、褐、黑蓝、绿蓝、绿CuC
12、u蓝绿蓝绿红红MnMn紫、褐紫、褐紫、黑褐紫、黑褐CrCr黄、绿、褐黄、绿、褐蓝绿蓝绿CoCo蓝、淡蓝蓝、淡蓝蓝蓝氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷陶瓷的新发展陶瓷的新发展氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷2.2.表面使用特种陶瓷：表面使用特种陶瓷：1.1.高温结构陶瓷高温结构陶瓷资料资料 旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最高年产量仅旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最高年产量仅2.292.29*10106 6t t，在新中国诞生以后，水泥工业有了迅速的发展。，在新中国诞生以后，水泥工业有了迅速的发展。从从19491949年到年到19831983年，增长了年，增长了160160多倍，多倍，19831983年产量达年产量达1
13、.061.06*10108 8t,t,居世界第二位，居世界第二位，19891989年产量达年产量达2.072.07*10108 8t t，居世界，居世界第一位。其中第一位。其中19991999年我国水泥产量占世界的年我国水泥产量占世界的37371616。中国在1889于唐山建立了第一座水泥厂；1906年在唐山成立启新洋灰股份有限公司；1949年的水泥产量为660kt,到1984年已达120Mt，水泥品种也从单一的硅酸盐水泥发展至60多个品种以石灰石和黏土为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，然后加入适量石石膏膏，并研成细粉就得到了普通硅酸盐水泥。1 1、主要原料：、主要原料：2 2、主
14、要设备：、主要设备：3 3、主要成分：、主要成分：4 4、主要性能：、主要性能：5 5、主要用途：、主要用途：水水泥泥粘土和石灰石粘土和石灰石 水硬性水硬性水泥回转窑水泥回转窑 硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙硅酸二钙(2CaOSiO2)铝酸三钙铝酸三钙(3CaOAl2O3)等等 建筑、修路建筑、修路如：水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土如：水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土 辅助原料：石膏辅助原料：石膏作用是调节水泥硬化速度作用是调节水泥硬化速度将水泥和水掺和、搅拌并静置后很容易凝固变硬，这叫做水泥的水硬性。水泥、沙子和碎石的混合物水泥、沙子和水的混合物 2001 2001年年4 4月我国月
15、我国实施的水泥新标准用强实施的水泥新标准用强度来表示水泥的不同性度来表示水泥的不同性能。常用的硅酸盐水泥能。常用的硅酸盐水泥分为分为42.542.5、52.552.5、62.562.5三个等级。三个等级。等级越高，等级越高，表示水泥的性能越好。表示水泥的性能越好。不同的建筑，对水泥的不同的建筑，对水泥的等级要求是不一样的。等级要求是不一样的。水泥水泥性能性能水泥的保存：水泥的保存：一般水泥的保质期是一般水泥的保质期是3个月个月1、下列物质有固定熔点的是：、下列物质有固定熔点的是：（）A、钢化玻璃、钢化玻璃 B、水泥、水泥 C、碳酸钠、碳酸钠 D、水玻璃、水玻璃2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是 （）A、纯碱、纯碱 B、石灰石、石灰石 C、石英、石英 D、焦炭、焦炭CB反馈练习：反馈练习：1.水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途；生产原料及其用途；2.玻璃和陶瓷的新发展玻璃和陶瓷的新发展课后作业：课后作业：P651.玻璃的性能和用途是由什么决定的？如何减少和利用玻璃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？垃圾？2.举例说明玻璃和陶瓷的新发展。举例说明玻璃和陶瓷的新发展。
