第三节-玻璃、陶瓷和水泥.doc

人教版高中化学选修一第三章教学设计
《第三节　玻璃、陶瓷和水泥》教学设计
教学目标：
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。
教学重难点：玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。
自主预习
一、三大传统硅酸盐产品
1．玻璃
生产原料：纯碱、 和石英。
主要反应原理： ；
。
主要设备：玻璃窑
化学成分： 。
主要特点：硬度大、质脆、耐腐蚀， 固定熔点，属于 态物质。
特种玻璃： 玻璃、彩色玻璃、 玻璃等
2．陶瓷
生产原料： 。
生产步骤（手工）：混合、成型、干燥、 冷却、陶器。
陶瓷的优点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等(陶器手工制造大致步骤：混合、成型、干燥、烧结冷却、陶器)
3． 水泥
生产原料： 、黏土 和适量石膏。
反应原理：复杂的物理化学过程。
主要设备：水泥回转窑
化学成分： 。
主要特点： 性。
简介：水泥质量的指标
微点拨：(1)钢化玻璃与普通玻璃的成分完全相同。
(2)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
1.光导纤维（光纤）
主要成分： 。
主要性能： 。
用途： 。
2．高温结构陶瓷
(1)特殊功能陶瓷的分类
(2)高温结构陶瓷的优点：耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
(3)高温结构陶瓷在汽车制造业中的应用
用高温结构陶瓷制造发动机，发动机的工作温度能稳定在1 300 ℃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，还可减轻汽车的质量。
课堂合作探究
探究1. 玻璃、陶瓷和水泥的比较
硅酸盐工业
普通水泥
普通玻璃
陶瓷
主要原料

生产阶段和主要化学方程式

主要成分
及种类

主要性能

典型设备

共同特点

特别提醒：玻璃成分与性质的四点易错问题
(1)制造玻璃的原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化。制得的玻璃是混合物，没有固定的熔点。
(2)钢化玻璃与普通玻璃的主要成分完全相同。
(3)碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶液等不能用带玻璃塞的试剂瓶存放的原因：因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应，如2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。
(4)氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛放。可用氢氟酸雕刻玻璃花纹。
规律总结;硅酸盐改写成氧化物形式的方法
硅酸盐种类繁多，结构复杂，但硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成的复杂化合物。因此，可以改写为aMxOy·bSiO2·cH2O的方式。
(1)氧化物书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(2)氧化物之间以“·”隔开，系数配置应化为整数。
(3)氧化物前面的系数只对该氧化物起作用，对其他氧化物不起作用。
(4)用氧化物表示时，元素的化合价均保持不变。
例如，硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2；
高岭土[Al2Si2O5(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O。
探究2. 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、超导体等。
(3)具有光学特性
有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。
(4)具有生物功能
有些新型无机非金属材料可制成人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。
2．高温结构陶瓷的种类及特性
(1)高温结构陶瓷的优点
能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
(2)高温结构陶瓷的种类
氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。可用作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力强等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。
碳化硅陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。
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