2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第三节 玻璃、陶瓷和水泥(含答案)1．生产原料纯碱、石灰石、石英。
2．生产设备 玻璃窑。
3．生产原理原料熔融后发生复杂的物理变化和化学变化，其主要反应为： Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑， CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑。
4．化学成分普通玻璃是Na 2SiO 3、CaSiO 3和SiO 2熔化在一起形成的，主要成分是SiO 2。
5．主要性能硬度大、质脆、耐腐蚀、没有固定熔点，属于玻璃态物质。
6．特种玻璃[跟随名师·解疑难](1)在生产玻璃的原料中，SiO 2的用量比较大，故玻璃的主要成分是SiO 2。
(2)玻璃属于混合物，没有固定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成各种形状的玻璃制品。
(3)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制品，例如，加入AgBr(或AgCl)和微量CuO，制成变色玻璃，可用于制作太阳镜片等。
[剖析典例·探技法][例1]下列关于玻璃的叙述不．正确的是()A．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C．玻璃是12种成分熔化在一起形成的晶体D．玻璃是硅酸盐，没有固定的熔点[名师解析]玻璃不是晶体，而是一种特殊的玻璃态物质，没有固定的熔点。
玻璃是以石英、纯碱和石灰石为原料，经过一系列复杂的物理变化和化学变化而形成的以硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅为主要成分的产物。
[答案] C[互动探究]氢氧化钠溶液用玻璃瓶盛放，能否使用玻璃塞？为什么？提示：不能使用玻璃塞，原因是玻璃的主要成分SiO2与NaOH溶液反应生成的Na2SiO3，粘性很强，将玻璃瓶与玻璃塞粘在一起，不易打开。
1．生产原料制取陶瓷的主要原料是黏土(其主要成分可表示为：Al2O3·2SiO2·2H2O)。
2．传统生产过程混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器3．主要性能陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。
[跟随名师·解疑难](1)我国的“陶都”是江苏宜兴，“瓷都”是江西景德镇。
(2)为了使陶瓷表面光滑，不渗水和具有丰富的色彩，可在烧制前在坯体上涂上釉料。
[剖析典例·探技法][例2]陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是()A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚C ．实验室中的试管D ．建筑上烧制的砖瓦[名师解析] 实验室中的试管为玻璃制品，其余的均为陶瓷制品。
[答案] C[名师点睛] 可用以下方法区分陶瓷制品和玻璃制品：(1)测密度。
陶瓷制品密度大，玻璃制品密度小。
(2)玻璃制品受热后会变软，而陶瓷不会变软。
(3)玻璃可以再加工，而陶瓷不能再加工。
1．生产原料石灰石和黏土、适量石膏。
2．水泥的生产过程⎭⎪⎬⎪⎫石灰石黏土辅助原料――→一定比例混合――→磨细生料――→水泥回转窑煅烧熟料――→加入石膏磨细普通硅酸盐水泥 3．主要成分硅酸三钙(3CaO·SiO 2)、硅酸二钙(2CaO·SiO 2)、铝酸三钙(3CaO·Al 2O 3)等。
4．性质水泥具有水硬性。
5．用途(1)水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物，是建筑用黏合剂。
(2)混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。
6．水泥的质量指标我国的三个强度等级(42.5、52.5和62.5)表示水泥的性能，等级越高，性能越好。
[跟随名师·解疑难](1)在水泥中加入石膏的目的是调节水泥的硬化速率。
(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盐、铝酸盐，而不是氧化物。
(3)水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防潮。
[剖析典例·探技法][例3] 下列说法中正确的是( )A ．生产水泥时，在熟料中加入适量的石膏可以调节水泥的硬化速率B ．水泥在水中能硬化，但在空气中不会硬化C ．水泥和水搅拌后生成不同的水合物，要吸收一定的热量D．水泥是一种化合物[名师解析]水泥在空气中也会逐渐硬化，因空气中也有水蒸气，B错；水泥和水搅拌后生成不同的水合物，是放热过程，C错；水泥是混合物，D错。
[答案] A[名师点睛]水泥易被酸腐蚀。
由于水泥的主要成分是硅酸盐和铝酸盐，水泥中还含有少量的碳酸盐，所以水泥和水泥制品均易被酸腐蚀。
水泥制品也要防酸腐蚀。
1．光导纤维简称光纤。
(1)成分：SiO2(石英玻璃)。
(2)用途：制作光缆，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等方面。
(3)光缆的性能：抗干扰性能好、通信质量高，能防窃听，质量小而且细，耐腐蚀、铺设方便。
2．新型陶瓷(1)新型陶瓷的种类：如超硬陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷等。
(2)用途：高温结构陶瓷可制造发动机，新型陶瓷可用于航空航天。
[跟随名师·解疑难](1)新型陶瓷材料的化学组成已远远超出了硅酸盐的范围。
(2)高温结构陶瓷的优点是能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
(3)高温结构陶瓷的种类：①氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度大的优点。
可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。
②氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。
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。
③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。
[剖析典例·探技法][例4]下列有关材料分类的说法，不．正确的是()A．硅酸盐材料属于新型无机非金属材料B．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料C．新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，也属于高温结构材料[名师解析]硅酸盐材料属于传统非金属材料。
A项错误。
[答案] A[名师点睛]材料一般分为三类：金属材料、无机非金属材料和高分子材料。
其中无机非金属材料又分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。
而玻璃、陶瓷、水泥是传统无机非金属材料。
传统硅酸盐工业主要产品的比较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复杂化合物。
因此，可以改写为a M x O y·b SiO2·c H2O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。
1．制造陶瓷的主要原料是()A．氧化铝B．黏土C．Si3N4D．BN解析：制造陶瓷的原料是黏土。
答案：B2．下列关于玻璃的叙述中，正确的是()A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B．红色玻璃中含有氧化钴C．钢化玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英D．无色玻璃是纯净物解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，A错；红色玻璃中含有氧化铜，含有氧化钴的玻璃呈蓝色，B错；钢化玻璃的原料与普通玻璃相同，C对；玻璃是混合物，D错。
答案：C3．有关材料的用途不．正确的是()A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备C．氮化硅陶瓷可以制造轴承D．光导纤维可用于传能、传像、照明等解析：氧化铝陶瓷的熔点高，可作耐高温设备。
答案：B4．目前已有多个国家的大型汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。
这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的()A．氧化铝陶瓷B．氮化硅陶瓷C．光导纤维D．玻璃钢解析：本题考查新型无机非金属材料——氮化硅陶瓷的特性。
氮化硅陶瓷属于高温烧结陶瓷，耐高温且不易传热、抗冷热冲击而不破裂。
答案：B5．根据不同玻璃的特性和用途填空。
a．普通玻璃(钠玻璃) b．石英玻璃c．光学玻璃(铅玻璃) d．钢化玻璃可用于制造门窗、镜子的是________，用于汽车或火车窗玻璃的是________，用于制造化学仪器的是________________________________________________________，用于制造光学仪器的是________。
解析：钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易破碎，碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，常用于制造汽车或火车的车窗等；提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学反应容器；加入PbO后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造光学仪器。
答案：a d b c[三年高考感悟]1．下列说法正确的是()A．(2011·江苏高考)二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器B．(2011·海南高考)普通水泥的主要成分是硅酸钙C．(2011·海南高考)黏土的主要成分是三氧化二铝D．(2010·江苏高考)二氧化硅是生产光纤维制品的基本原料解析：SiO2能与氢氟酸反应，A错误；普通水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，B错误；黏土的主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，C错误；光导纤维的主要成分是SiO2。
答案：D2．(2009·重庆高考)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()解析：A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。
答案：A3．(2009·广东高考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④解析：水晶、光导纤维均是SiO2，并不是硅酸盐或硅单质。
答案：C[课时跟踪训练]一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．石英玻璃的主要成分是()A．SiO2B．金刚石C．石墨D．CaCO3解析：石英玻璃的主要成分是SiO2，广泛用于电光源、半导体、光通信等领域，具有优良的物理、化学性能。
答案：A2．普通玻璃为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起而制成的物质，它的特征是() A．是一种纯净物，但没有一定的熔点B．是一种晶体C．是一种较硬的物质，只在某一温度时软化D．不是晶体，是玻璃态物质解析：玻璃不是晶体，是一种玻璃态物质，没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化。