第三章 第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥

第三章第三節(jié)

新知層析突破知識(shí)點(diǎn)一課時(shí)跟蹤訓(xùn)練

三年高考感悟知識(shí)點(diǎn)二知能整合提升應(yīng)用創(chuàng)新演練

知識(shí)歸納

規(guī)律方法

即時(shí)鞏固知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)四1．生產(chǎn)原料

、

、

。

2．生產(chǎn)設(shè)備

。

3．生產(chǎn)原理原料熔融后發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，其主要反應(yīng)為：[自讀教材·夯基礎(chǔ)]純堿石灰石石英玻璃窯4．化學(xué)成分普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起形成的，主要成分是

。

5．主要性能硬度大、質(zhì)脆、耐腐蝕、沒(méi)有固定熔點(diǎn)，屬于物質(zhì)。SiO2玻璃態(tài)6．特種玻璃種類制作方法性能和用途石英玻璃或硼酸鹽玻璃提高SiO2的含量，或加入提高化學(xué)穩(wěn)定性，降低熱膨脹系數(shù)，使其更耐高溫和抗化學(xué)腐蝕，可用于制造高級(jí)的化學(xué)反應(yīng)容器。光學(xué)玻璃加入折光率高，可用來(lái)制造眼鏡片、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等。B2O3PbO種類制作方法性能和用途彩色玻璃加入某些金屬氧化物加入

的玻璃呈藍(lán)色，加入

的玻璃呈紅色，含有

的普通玻璃呈淡綠色。鋼化玻璃把普通玻璃加熱軟化，然后用機(jī)械強(qiáng)度大，抗震裂，不易破碎，一旦破碎，碎塊沒(méi)有尖銳的棱角，常用于制造汽車或火車的車窗等。冷風(fēng)急吹Co2O3Cu2OFe2＋[跟隨名師·解疑難](1)在生產(chǎn)玻璃的原料中，SiO2的用量比較大，故玻璃的主要成分是SiO2。

(2)玻璃屬于混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，只是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時(shí)，可以被吹制成各種形狀的玻璃制品。

(3)調(diào)整玻璃的化學(xué)組成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃制品，例如，加入AgBr(或AgCl)和微量CuO，制成變色玻璃，可用于制作太陽(yáng)鏡片等。[剖析典例·探技法][名師解析]

玻璃不是晶體，而是一種特殊的玻璃態(tài)物質(zhì)，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。玻璃是以石英、純堿和石灰石為原料，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化而形成的以硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅為主要成分的產(chǎn)物。

[答案]

C[互動(dòng)探究]氫氧化鈉溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？為什么？提示：不能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成的Na2SiO3，粘性很強(qiáng)，將玻璃瓶與玻璃塞粘在一起，不易打開(kāi)。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．生產(chǎn)原料制取陶瓷的主要原料是

(其主要成分可表示為：Al2O3·2SiO2·2H2O)。

2．傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程混合→

→干燥→

→冷卻→陶瓷器

3．主要性能陶瓷具有

、抗酸堿腐蝕、

、絕緣、易成型等許多優(yōu)點(diǎn)。黏土成型燒結(jié)抗氧化耐高溫[跟隨名師·解疑難](1)我國(guó)的“陶都”是江蘇宜興，“瓷都”是江西景德鎮(zhèn)。

(2)為了使陶瓷表面光滑，不滲水和具有豐富的色彩，可在燒制前在坯體上涂上釉料。[剖析典例·探技法][例2]

陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，下列不屬于陶瓷制品的是(

)A．電器中的絕緣瓷管B．實(shí)驗(yàn)室中的坩堝

C．實(shí)驗(yàn)室中的試管

D．建筑上燒制的磚瓦

[名師解析]

實(shí)驗(yàn)室中的試管為玻璃制品，其余的均為陶瓷制品。

[答案]

C[名師點(diǎn)睛]

可用以下方法區(qū)分陶瓷制品和玻璃制品：(1)測(cè)密度。陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。(2)玻璃制品受熱后會(huì)變軟，而陶瓷不會(huì)變軟。(3)玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．生產(chǎn)原料

和

、適量石膏。

2．水泥的生產(chǎn)過(guò)程石灰石黏土3．主要成分

(3CaO·SiO2)、

(2CaO·SiO2)、

(3CaO·Al2O3)等。

4．性質(zhì)水泥具有

性。硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣水硬5．用途

(1)水泥砂漿：

、

和水的混合物，是建筑用黏合劑。

(2)混凝土：

、

和

的混合物。

6．水泥的質(zhì)量指標(biāo)我國(guó)的三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)(42.5、52.5和62.5)表示水泥的性能，等級(jí)越高，性能越好。水泥沙子水泥沙子碎石[跟隨名師·解疑難](1)在水泥中加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。

(2)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸鹽、鋁酸鹽，而不是氧化物。

(3)水泥吸水能力強(qiáng)，儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中注意防水、防潮。[剖析典例·探技法][例3]

下列說(shuō)法中正確的是(

)A．生產(chǎn)水泥時(shí)，在熟料中加入適量的石膏可以調(diào)節(jié)水泥的硬化速率

B．水泥在水中能硬化，但在空氣中不會(huì)硬化

C．水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔?，要吸收一定的熱?/p>

D．水泥是一種化合物[名師解析]

水泥在空氣中也會(huì)逐漸硬化，因空氣中也有水蒸氣，B錯(cuò)；水泥和水?dāng)嚢韬笊刹煌乃衔铮欠艧徇^(guò)程，C錯(cuò)；水泥是混合物，D錯(cuò)。

[答案]

A[名師點(diǎn)睛]

水泥易被酸腐蝕。由于水泥的主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽，水泥中還含有少量的碳酸鹽，所以水泥和水泥制品均易被酸腐蝕。水泥制品也要防酸腐蝕。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]1．光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱

。

(1)成分：

(石英玻璃)。

(2)用途：制作

，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、

和照明等方面。

(3)光纜的性能：

、通信質(zhì)量高，能防竊聽(tīng)，質(zhì)量小而且細(xì)，

、鋪設(shè)方便。光纖SiO2光纜遙測(cè)遙控抗干擾性能好耐腐蝕2．新型陶瓷

(1)新型陶瓷的種類：如

陶瓷、

陶瓷、生物陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等。

(2)用途：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可制造

，新型陶瓷可用于航空航天。超硬高溫結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)新型陶瓷材料的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽的范圍。

(2)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。

(3)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類：①氧化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具有熔點(diǎn)很高、硬度大的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谧髹釄?、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等。[跟隨名師·解疑難]②氮化硅陶瓷：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力等優(yōu)點(diǎn)。可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。③碳化硅陶瓷：具有熔點(diǎn)高、硬度大的優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。[例4]

下列有關(guān)材料分類的說(shuō)法，不正確的是(

)A．硅酸鹽材料屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料

B．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料

C．新型無(wú)機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維、氧化鋁陶瓷等

D．氮化硅陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，也屬于高溫結(jié)構(gòu)材料

[名師解析]

硅酸鹽材料屬于傳統(tǒng)非金屬材料。A項(xiàng)錯(cuò)誤。

[答案]

A[剖析典例·探技法].[名師點(diǎn)睛]

材料一般分為三類：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和高分子材料。其中無(wú)機(jī)非金屬材料又分為傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料。而玻璃、陶瓷、水泥是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料。傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)主要產(chǎn)品的比較硅酸鹽工業(yè)普通水泥普通玻璃陶瓷主要成分及種類硅酸三鈣(3CaO·SiO2)硅酸二鈣(2CaO·SiO2)鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)、石英玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、鋼化玻璃種類：土器、陶器、瓷器、炻器等主要性能有水硬性：跟水摻和攪拌后凝固變硬、水中也能硬化玻璃態(tài)物質(zhì)無(wú)固定熔點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)軟化抗氧化、耐酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣性強(qiáng)典型設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯共同特點(diǎn)高溫條件下發(fā)生復(fù)雜的物理變化、化學(xué)變化，冷卻后成為復(fù)雜的硅酸鹽硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但硅酸鹽可以看成堿性氧化物和酸性氧化物所組成復(fù)雜化合物。因此，可以改寫為aMxOy·bSiO2·cH2O的方式。

(1)氧化物書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。

(2)氧化物之間以“·”隔開(kāi)，系數(shù)配置應(yīng)化為整數(shù)。(3)氧化物前面的系數(shù)只對(duì)該氧化物起作用，對(duì)其他氧化物不起作用。

(4)用氧化物表示時(shí)，元素的化合價(jià)均保持不變。例如，硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2O·SiO2；高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O。1．制造陶瓷的主要原料是(

)A．氧化鋁B．黏土C．Si3N4 D．BN解析：制造陶瓷的原料是黏土。答案：B2．下列關(guān)于玻璃的敘述中，正確的是(

)A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽材料B．紅色玻璃中含有氧化鈷C．鋼化玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英D．無(wú)色玻璃是純凈物解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，A錯(cuò)；紅色玻璃中含有氧化銅，含有氧化鈷的玻璃呈藍(lán)色，B錯(cuò)；鋼化玻璃的原料與普通玻璃相同，C對(duì)；玻璃是混合物，D錯(cuò)。答案：C3．有關(guān)材料的用途不正確的是(

)A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可以制作耐酸設(shè)備B．氧化鋁陶瓷不可以用于制作耐高溫設(shè)備C．氮化硅陶瓷可以制造軸承D．光導(dǎo)纖維可用于傳能、傳像、照明等解析：氧化鋁陶瓷的熔點(diǎn)高，可作耐高溫設(shè)備。答案：B.4．目前已有多個(gè)國(guó)家的大型汽車公司試制無(wú)冷卻式陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。這種陶瓷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面是由一種耐高溫且不易傳熱的材料制造的，這種材料是新型無(wú)機(jī)非金屬材料中的