知识讲解_无机非金属材料：玻璃、陶瓷和水泥.docx

无机非金属材料：玻璃、陶瓷和水泥 【学习目标】 1、了解水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途； 2、认识光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料； 3、以玻璃和陶瓷、水泥为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。 【要点梳理】 【高清课堂：无机非金属材料和有机高分子材料 ID ： 407550#玻璃】要点一、玻璃 1、生产玻璃的主要原料 玻璃的种类很多， 主要是普通玻璃。 生产玻璃的主要原料是纯碱 （ Na2CO3）、石灰石（ CaCO3）和石英（ SiO2）。 要点诠释： 1）生产石英玻璃的主要原料仅是石英（SiO2）。 2）生产其他特种玻璃还要用到氧化钴（ Co2O3）、氧化亚铜（ Cu2O）、硼砂（ Na2B4O7· 10H2O）等作辅助原料，生产钾玻璃要用 K 2CO3 代替 Na2CO3 。 2、生产玻璃的主要设备 生产玻璃的主要设备是玻璃窑。 3、生产玻璃的主要原理 将原料按一定比例混合，  粉碎后放入玻璃窑中加强热，  原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化。  生产 过程中发生的主要反应为： 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO 2↑ Na 2CO3+SiO 2 高温 Na2SiO 3+CO 2↑ 4、普通玻璃的主要成分 在原料中， SiO 2 的用量是比较大的，所以，普通玻璃是 Na 2SiO3、CaSiO3 和 SiO 2 熔化在一起所得到的物质， 主要成分是 SiO 2。最常见到的普通玻璃的组成用氧化物的形式表示为 Na2O· CaO· 6SiO2 。 要点诠释： 因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应，因此，制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器。 5、玻璃的性质 1）玻璃的物理性质 玻璃通常为表面光滑、致密、硬而脆的固体，属于混合物。玻璃没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐 渐软化，在高温时逐渐软化甚至变为液体。在软化状态时，可以被吹制成任何形状的制品。高温熔融的液体玻璃 能抽出细丝。 在制作玻璃的过程中， 如果加入某些金属氧化物可制成有色玻璃。 例如，加入 Co2O3 后玻璃呈蓝色， 加入 Cu2O 后玻璃呈红色，普通玻璃中二价铁呈淡绿色。玻璃不导电，导热性较差。 要点诠释： 玻璃在通常情况下呈固态，但固态的玻璃并不是晶体，而是玻璃态物质。玻璃态物质是介于结 晶态和无定形态之间的一种物质状态。 （ 2）玻璃的化学性质 从玻璃的组成及其组成物质的化学性质来看，玻璃具有相对强的化学稳定性，如  KMnO  4 溶液、浓硝酸等强 氧化剂，硫酸、盐酸等强酸，水、乙醇、四氯化碳等溶剂，均不与玻璃发生化学反应或物理溶解。但是，在常温 下玻璃易被氢氟酸腐蚀； 磨砂玻璃或玻璃粉在常温下也较易被强碱腐蚀。 这些“腐蚀” 过程中的主要化学反应为： SiO 2+4HF==SiF 4↑ +2H 2O SiO 2+2NaOH==Na 2SiO 3+H2O 因此实验室保存碱或碱性溶液（如 NaOH 、 Na2CO3 溶液等）的试剂瓶不用玻璃塞而用橡皮塞。 6、钢化玻璃 将普通玻璃加热到一定温度后急剧冷却，即可得到钢化玻璃。钢化玻璃比普通玻璃机械强度高，不易破碎，破碎之后也没有尖锐的棱角，不易伤人。 7、几种特殊玻璃的性能和用途 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玻璃。 种类 特性 用途 硼酸盐玻璃 热膨胀系数小， 化学稳定性好更耐高温和 常用于制造化学仪器 耐化学腐蚀 石英玻璃 膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光 化学仪器、高压水银灯、紫外灯等的灯 壳、光导纤维、压电晶体等 光学玻璃 透光性能好，有折光性和色散性 眼镜片、照相机、显微镜、望远镜等中 的凹凸透镜 玻璃纤维 耐腐蚀、 不怕烧、 不导电、 不吸水、 隔热、 宇航员的衣服、玻璃钢等 吸声、防虫蛀 钢化玻璃 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 运动器材、微波通信器材、汽车、火车 窗玻璃等 【高清课堂：无机非金属材料和有机高分子材料 要点二、陶瓷 1、陶瓷发明的重大意义  ID ： 407550#陶瓷】 陶瓷的发明是人类早期科学技术发展史上的一个重要的里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为原料， 通过物理方法和化学反应制造出来的一种有用的人造材料。 作为陶瓷的故乡， 我国陶都宜兴的陶器和瓷都景德镇的瓷器，在世界上都享有盛誉。瓷器成了中华民族文化的象征之一。 2、制造陶瓷器的主要原料 制造陶瓷的主要原料是黏土，其主要成分可表示为 Al 2 O3· 2SiO2 ·2H 2O。 3、传统的生产过程 ①混合 ②成型 ③干燥 ④烧结 ⑤冷却 ⑥陶瓷器 4、釉料 日常生活中我们见到的许多陶瓷制品，表面光滑，不渗水，而且色彩丰富，非常漂亮，这是由于烧制前在坯 体上涂了彩釉（在普