高中化学选修1第3节_玻璃、陶瓷和水泥.ppt
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1、 以含硅物质为原料,经加工制得硅酸盐产品以含硅物质为原料,经加工制得硅酸盐产品的工业称为的工业称为硅酸盐工业硅酸盐工业,如制造如制造玻璃、陶瓷、水玻璃、陶瓷、水泥泥等产品的工业都属硅酸盐工业等产品的工业都属硅酸盐工业。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。斯河河口,船上装了许多天然苏打的晶体。中午到了,他们决中午到了,他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙,竟找不到定在沙洲上埋锅造饭。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,于是大可以
2、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,然后架起木柴燃了起来。当他们吃完饭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,只见锅下沙子上有种东西晶莹发光,大家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,这是在烧火做饭时,支着锅的苏打块在以为发现了宝贝。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,形成了玻璃。高温下和地上的石英砂发生了化学反应,形成了玻璃。聪明的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腓尼基人很快就学会了制作方法,他们把玻璃液制成大
3、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。甚至用黄金和珠宝来兑换,腓尼基人由此发了大财。苏打块和石英砂在高温下发生了化学反应,苏打块和石英砂在高温下发生了化学反应,形成了玻璃。形成了玻璃。一、玻璃一、玻璃讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?实验室玻璃仪器实验室玻璃仪器石英玻璃管石英玻璃管玻璃杯玻璃杯玻玻璃璃艺艺术术品品玻璃金字塔思考讨论:思考讨论: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
4、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同、玻璃为什么可以被人工吹成不同形状的制品?形状的制品?一、玻璃一、玻璃纯碱纯碱(Na2CO3)、石灰石、石灰石(CaCO3)和石英和石英(SiO2)2、反应原理:反应原理:复杂的复杂的物理、化学物理、化学变化,主要反应:变化,主要反应:Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高温高温 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高温高温3、主要成分:主要成分:1、原料原料:硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅、二氧化硅(SiO2)玻璃为什么可以被人工吹制玻璃
5、为什么可以被人工吹制成形状不同的制品?成形状不同的制品?玻璃没有一定的玻璃没有一定的熔点熔点,而是,而是在某个范围内在某个范围内逐渐软化逐渐软化,在,在软化状态时,可以被吹成任软化状态时,可以被吹成任何形状的制品何形状的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没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。(范围内逐渐软化的物质。(介介于晶体与非晶体之间于晶体与非晶体之间。)。)没有固定没有固定的熔点。的熔点。玻璃玻璃特殊玻璃:特殊玻璃:在生产过程中加入不同的物质,调整玻璃的化学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。
6、组成,可以制得具有不同性能和用途的玻璃。硼硅酸盐玻璃:硼硅酸盐玻璃:性能:性能:膨胀系数小、化学稳定性膨胀系数小、化学稳定性好,更耐高温和耐化学腐蚀好,更耐高温和耐化学腐蚀 用途用途: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:性能:性能:透光性能好、折光率高透光性能好、折光率高用途:用途:眼镜片、照相机、望眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光远镜和显微镜中的透镜等光学仪器学仪器 加入加入PbOPbO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到金
7、属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里,使玻璃呈玻璃态物质里,使玻璃呈现特征颜色。现特征颜色。方法:方法:普通玻璃在钢化炉里加热普通玻璃在钢化炉里加热软化,取出后再急速冷却。软化,取出后再急速冷却。钢化玻璃钢化玻璃(工艺处理)(工艺处理)用途用途:工艺玻璃制品工艺玻璃制品用途用途:汽车或火车车窗汽车或火车车窗性能性能:机械强度大、抗震烈、机械强度大、抗震烈、不易破碎;碎块无棱角不易破碎;碎块无棱角 光光CuO2AgBr 2Ag+Br2资料卡片资料卡片 含有含有AgBr(或(或AgCl)和微量)和微量CuO的玻璃是一种变色的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时,其中的玻璃。当受到太阳光或紫外
8、线照射时,其中的AgBr发生分发生分解,产生银原子。当银原子聚集到一定数量时,射在玻璃解,产生银原子。当银原子聚集到一定数量时,射在玻璃上的光大部分被吸收,原来无色透明的玻璃这时就会变成上的光大部分被吸收,原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时,在灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时,在CuO的催化作的催化作用下,银原子和溴原子又会结合生成用下,银原子和溴原子又会结合生成AgBr。于是,玻璃又。于是,玻璃又变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。用变色玻璃制作窗玻璃,可使烈日下透过的光线变得用变色玻璃制作窗玻璃,可使烈日下
9、透过的光线变得柔和且有阴凉感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片等。柔和且有阴凉感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片等。夹层玻璃:夹层玻璃:是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛(是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛(PVBPVB)胶片将两块玻璃板在一定温度和压胶片将两块玻璃板在一定温度和压 力下粘结成一个整体。力下粘结成一个整体。它可由退火玻璃、钢化玻璃或热增强它可由退火玻璃、钢化玻璃或热增强 玻璃来制成。当夹层玻璃破碎时,玻璃来制成。当夹层玻璃破碎时,玻璃碎片粘在塑料中间层上。玻璃碎片粘在塑料中间层上。因此,夹层玻璃可以减少玻璃碎片对因此,夹层玻璃可以减少玻璃碎片对 人身和财产的伤害。人身和财产的伤害。*中空玻璃的中空玻璃的
10、特点特点:具有良好的保温、隔热、隔声等具有良好的保温、隔热、隔声等 性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或电介质等,性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或电介质等,则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。*中空玻璃的中空玻璃的用途用途:主要用于需要采暖、空调、防止主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮商店等需要室内空调的场合。也可用
11、于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处船、冷冻柜的门窗等处。钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃 都属于都属于安全玻璃安全玻璃 玻璃是一种价格低廉的人造宝石,用于仿制天然玻璃是一种价格低廉的人造宝石,用于仿制天然珠宝玉石,如玉髓、石英、绿柱石珠宝玉石,如玉髓、石英、绿柱石(祖母绿和海蓝祖母绿和海蓝宝石宝石)、翡翠、软玉和黄玉等等。宝石学上所指的、翡翠、软玉和黄玉等等。宝石学上所指的用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成。钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成。区分玻璃和宝石区分玻璃和宝石:用手
12、触摸样品,天然宝石有一种:用手触摸样品,天然宝石有一种冰凉感冰凉感,而玻璃则有温感。宝石都是晶体,传热而玻璃则有温感。宝石都是晶体,传热比较快,玻璃是没结晶的非晶质,传热比较慢。比较快,玻璃是没结晶的非晶质,传热比较慢。用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些。用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些。此外此外,用放大镜观察用放大镜观察,玻璃的表面和内部常玻璃的表面和内部常有弯曲或旋涡状的细线纹,其外观很象将蜂蜜或有弯曲或旋涡状的细线纹,其外观很象将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌时,由于混合不均匀所胶水倒入清水后加以搅拌时,由于混合不均匀所产生的现象产生的现象;玻璃内部还经常出现圆珠状、椭圆玻璃内部还经常出现圆
13、珠状、椭圆状、扁平状等各种各样的气泡,用放大镜也很容状、扁平状等各种各样的气泡,用放大镜也很容易观察到。易观察到。玻璃玻璃与与宝石宝石 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。其传导光的能力非常强,所以又称强,所以又称光导纤维光导纤维,简称,简称光纤光纤。玻璃的新发展玻璃的新发展1.光导纤维(光纤)光导纤维(光纤)图图3-32 光导纤维光导纤维优点:优点:优点:优点:信息容量大。可同时容纳信息容量大。可同时容纳1010亿亿人通话或传送多套电视节目人通话或传
14、送多套电视节目质量小而且细:每千米质量小而且细:每千米27g27g不不怕腐蚀,铺设方便怕腐蚀,铺设方便抗干扰性能好,通讯质量抗干扰性能好,通讯质量抗干扰性能好,通讯质量抗干扰性能好,通讯质量高,能防窃听;高,能防窃听;高,能防窃听;高,能防窃听;成本低:每千米成本低:每千米成本低:每千米成本低:每千米1 1万元左右万元左右万元左右万元左右医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明1.普通玻璃是普通玻璃是 (混合物、纯净物),可在一定温度范围内(混合物、纯净物),可在一定温度范围
15、内软化,这是因为玻璃是一种软化,这是因为玻璃是一种 物质,没有固定的物质,没有固定的 。混合物混合物玻璃态玻璃态熔点熔点反馈练习:反馈练习:2.下列关于玻璃的叙述正确的是(下列关于玻璃的叙述正确的是()A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英 B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体玻璃是几种成分熔化在一起的晶体 D.玻璃是硅酸钠盐,有一定的熔点玻璃是硅酸钠盐,有一定的熔点AB3.工业上制造一般的光学玻璃用到的原料是(工业上制造一般的光学玻璃用到的原料是()A、硼
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