化学和技术-无机非金属材料(第1课时)

教学目标1、了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。2、能举例说明无机非金属材料的特点。3、讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。无机非金属材料第一页第二页，共42页。

同学们，以下工业建筑及生活用品都是有那些材料构成的？水泥传统硅酸盐材料第二页第三页，共42页。玻璃传统硅酸盐材料第三页第四页，共42页。陶瓷传统硅酸盐材料第四页第五页，共42页。元贝驾考

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驾考宝典2016科目一科目四第五页第六页，共42页。中国陶瓷珍品之清彩瓷传统硅酸盐材料第六页第七页，共42页。唐三彩传统硅酸盐材料第七页第八页，共42页。概念:

以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。常见如水泥、玻璃、陶瓷等工业都属硅酸盐工业。2.硅酸盐工业的特点：(1)原料：(2)反应条件：(3)反应原理：(4)生成物：硅酸盐工业含硅的物质、碳酸盐等。高温复杂的物理、化学变化硅酸盐产品3.硅酸盐产品分类：陶瓷。水泥、玻璃、传统硅酸盐材料第八页第九页，共42页。思考与交流

通过，以上幻灯片提示，谁能说出什么是硅酸盐材料？自然界中那些物质是硅酸盐或硅的氧化物？传统硅酸盐产品以什么物质为原料生产？原料又有什么结构特殊性？陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸盐材料；沙石、黏土、石英、石棉、高龄石等许多矿物是硅酸盐或硅的氧化物；传统硅酸盐产品以黏土、钾长石和钠长石为原料。传统硅酸盐材料第九页第十页，共42页。结构中都含有硅氧四面体

特点：稳定性高、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等传统硅酸盐材料第十页第十一页，共42页。1.陶瓷(China)主要原料：黏土传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却反应原理：复杂的物理、化学变化

主要成分：硅酸盐主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。

一、传统硅酸盐材料陶瓷第十一页第十二页，共42页。陶瓷器制造过程示意图陶瓷第十二页第十三页，共42页。你能说出陶釉的成分吗？

金属及金属氧化物，如红色Cu2O。陶瓷第十三页第十四页，共42页。陶瓷第十四页第十五页，共42页。陶瓷主原料要生产过程反应条件种类性能黏土混合成型干燥烧结冷却高温土器陶器炻器瓷器抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型陶瓷第十五页第十六页，共42页。陶瓷是由黏土在高温下烧制而成，根据原料和烧制温度的不同主要分为：土器、陶器、炻器、瓷器。土器：含杂质比较高的粘土在适当的温度下而成的，如常见的砖、瓦。瓷器：需要纯净的粘土做原料，温度也更高，瓷器比陶器磁体白净质地致密。陶瓷第十六页第十七页，共42页。主要种类：土器：砖瓦(自然冷却，Fe2O3含量较多)(淋水冷却，Fe3O4、FeO较多)陶器：彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：碗盘茶具收藏珍品炻器：水缸、砂锅景德镇陶瓷红瓦青瓦陶瓷第十七页第十八页，共42页。2.玻璃（1）原

料：纯碱、石灰石和石英（2）主要设备：玻璃熔炉

（3）生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却（4）反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑

高温

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高温玻璃第十八页第十九页，共42页。（5）主要成分：Na2SiO3•CaSiO3•SiO2

（6）主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。（Na2O•CaO•6SiO2）玻璃第十九页第二十页，共42页。种类特性用途普通玻璃高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材，微波通讯器材，汽车、火车的窗玻璃等玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢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，压电晶体等几种玻璃的特性及比较玻璃第二十页第二十一页，共42页。a.普通玻璃(钠玻璃)

是用石英砂、纯碱和

石灰石共熔而制得的一种无色透明的熔体：

Na2CO3+CaCO3+6SiO2=Na2O.CaO.6SiO2+2CO2玻璃第二十一页第二十二页，共42页。普通玻璃玻璃第二十二页第二十三页，共42页。b.有色玻璃在玻璃原料中加入某些金属氧化物,可制成有色玻璃。如玻璃中加入CoO

呈蓝色加入Mn2O3呈紫色加入Cr2O3

呈绿色加入Cu2O呈红色c.钢化玻璃玻璃第二十三页第二十四页，共42页。玻璃聚乙烯醇丁醛玻璃d.防弹玻璃又称为夹层玻璃。当受到外部撞击的时候，夹层可将受到的力发散开来，减少了子弹等武器的冲击力，进而保护了受保护者的安全！玻璃第二十四页第二十五页，共42页。f.光学玻璃玻璃第二十五页第二十六页，共42页。g.石英玻璃玻璃第二十六页第二十七页，共42页。玻璃加工1、普通玻璃加热到一定温度后急剧冷却，就可以得到钢化玻璃。2、氢氟酸(HF)对玻璃具有腐蚀作用，可用于在玻璃上雕刻各种精美图案，也可用于在玻璃仪器(量筒、滴定管等)上标注刻度及文字。

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃第二十七页第二十八页，共42页。变色玻璃在玻璃中加入适量的溴化银(AgBr)和氧化铜的微小晶粒，经过适当的热处理，可以制成变色玻璃。当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线。光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。玻璃第二十八页第二十九页，共42页。玻璃态物质玻璃的结构特点——玻璃态物质玻璃是无定形硅酸盐的混合物，属于玻璃态物质。

玻璃态物质没有固定的熔点，可以在某一温度范围内逐渐软化变成液态。在软化状态时，玻璃可吹制或轧成一定形状的制品。玻璃第二十九页第三十页，共42页。思考：玻璃为什么会被人工吹制成各种形状？

普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物质，主要成分是SiO2。玻璃不是晶体，而是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可被吹制成任何形状的制品。玻璃第三十页第三十一页，共42页。1.建筑用粘合剂——水泥砂浆的成分是什么？2.混凝土又是什么做成的？水泥、沙子和水的混合物水泥、沙子和碎石混合而成思考水泥第三十一页第三十二页，共42页。3.水泥：主要原料：黏土和石灰石主要设备：水泥回转窑生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度石膏—作用是调节水泥硬化速度水泥第三十二页第三十三页，共42页。硅酸盐水泥熟料、矿物组成及含量

组分化学式符号质量分数硅酸三钙3CaO.SiO2C3S0.37～0.60硅酸二钙2CaO.SiO2C2S0.15～0.37铝酸三钙3CaO.Al2O3C3A

0.07～0.15铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF0.10～0.18符号C表示CaO，S表示SiO2

，A表示Al2O3

，

F表示Fe2O3。水泥第三十三页第三十四页，共42页。水泥第三十四页第三十五页，共42页。水泥回转窑水泥第三十五页第三十六页，共42页。主要成分：硅酸三钙(3CaO•SiO2)、

硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•Al2O3)等主要性能：水硬性主要用途：建筑、修路。

如：水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土。反应原理：复杂的物理、化学变化学与问

你听说过豆腐渣工程吗，产生现象的原因很多，但都与水泥标号有关，查阅资料了解水泥标号有关问题。水泥第三十六页第三十七页，共42页。水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石、粘土石英、纯碱、石灰石粘土主要设备回转炉玻璃熔炉陶瓷窑反应条件高温高温高温反应原理复杂的物理、化学变化Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2成分复杂特性水硬性玻璃态物质抗氧化.酸碱.腐蚀耐高温.绝缘水泥、玻璃、陶瓷生产比较传统硅酸盐材料第三十七页第三十八页，共42页。1、熔融烧碱应选用的仪器是：（）

A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.陶瓷坩埚课堂练习C2、下列物质不属于硅酸盐的是：（）

A.粘土、B.石英、

C.Al2(Si2O5)OH)4D.Mg2SiO4

B3、石灰石是许多工业原料之一，但制取下列物质不需要石灰石的是：（）

A.制硅酸B.制水泥、

C.制玻璃、D.制生石灰A传统硅酸盐材料第三十八页第三十九页，共42页。4、与普通玻璃的成分相同的是（）

A.钢化玻璃B.有色玻璃

C.光学玻璃D.石英玻璃A5、下列物质具有固定熔沸点的是：（）

A.钢化玻璃B.漂白粉

C.消石灰D.水玻璃C6、下列不属于硅酸盐产品的是：（）

A.水泥B.砖瓦C.陶瓷D.硫酸D传统硅酸盐材料第三十九页第四十页，共42页。8、在水泥中加入石膏的作用是

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