第二單元功能各異的五級非金屬材料
第1課時生活中的矽酸鹽材料
【教學目標】
1. 知道陶瓷、玻璃、水泥的主要化學成分、生產原料和生產過程，使學生對化學與生產生活實際的聯絡有進一步的認識。
2. 了解生活中無機非金屬材料的應用與人類文明發展的密切關係。
3. 了解光導纖維和新型陶瓷材料的特點及用途，使學生充分認識到科學技術在現代社會中的重要性。
【教學重點難點】 水泥、玻璃和陶瓷的主要化學成分、生產原料
【教學過程】
【匯入】
人類建築的變遷：陰冷潮濕的洞穴→破敗不堪的茅草屋→簡陋粗糙的石屋→水泥、鋼筋建的磚瓦房。其中的陶瓷、水泥、普通玻璃是材料家族中一大類材料---無機非金屬材料，由於陶瓷、水泥、普通玻璃的主要成分是矽酸鹽，因此稱此無機非金屬材料為矽酸鹽材料。
【投影】
p92圖3-13矽酸鹽材料的應用
【過渡】
p92有乙個欄目「你知道嗎」為我們設定了三個問題：
1.普通玻璃和水泥是用什麼原料，採用什麼方法製造的？
2.日常生活中使用的哪些器具是由矽酸鹽材料製成的？
3.你能列舉矽酸鹽材料在現代高科技領域的應用嗎？
以上問題是我們這節課學習的線索，需要我們帶著這些問題展開思考。
【投影】
陶瓷**：
【講述】我國早在2023年前便發明了製陶技術，是世界上最先燒造和使用陶器的國家之一。陶瓷的發明是人類科技發展史上乙個重要里程碑，是人類第一次學會用黏土等天然物為主要原料經過複雜的物理化學變化製造出的一種重要的人造材料。瓷器是中華文明的象徵。
在許多拉丁語系國家中，「瓷器」和「中國」都以「china」這同一種字母拼音表示。
【板書】
一、從黏土到陶瓷
【提問】
我國素有「瓷都」之稱的地方在**？有「陶都」之稱的地方又在**？
【回答】
江西景德鎮。浙江宜興。
【講述】
對。景德鎮所燒製的薄胎瓷器被譽為：「潔如玉、明如鏡、薄如紙、聲如磬。」可見有多麼的精緻了。
【板書】
1.傳統上陶器、瓷器是指所有以粘土為主要原料（al2o3·2sio2·2h2o）與其它天然礦物原料經過粉碎、成型、煅燒等過程製成的各種製品。廣義上陶瓷是用陶瓷生產方法製造的無機非金屬固體材料和製品的通稱。
【投影】
手工製造陶瓷的過程（根據圖講解）
【板書】
2.手工制陶瓷過程：
混合→ 成型→ 乾燥→ 燒結 → 冷卻→ 陶瓷器
【過渡】下面我們來學習生活中隨處可見的材料——玻璃
【板書】
二、形形色色的玻璃
【閱讀】請同學們閱讀課本p93有關玻璃的內容，並回答下列問題：
1.生產玻璃的主要原料是什麼？
2.生產條件是什麼？主要的化學反應方程式是什麼？
3.普通玻璃的主要成分是什麼？
【板書】
1.生產玻璃原料：石英砂、碳酸鈉、碳酸鈣
2.反應條件為：高溫
反應方程式為：
na2co3+sio2 na2sio3+co2↑
caco3+sio2 casio3+co2↑
3.普通玻璃的主要成分： na2sio3、casio3、sio2
【講述】
在原料中sio2用量較大，普通玻璃是na2sio3、casio3、sio2熔化在一起得到的物質，主要成分是sio2。反應中產生大量的co2氣體。熔化的玻璃料比較粘稠，如果co2不能順利排出，玻璃表面會出現少量的氣泡。
因此，生產過程中要不斷攪拌玻璃，以排出co2氣體。
【提問】
玻璃是晶體嗎？
【解答】玻璃不是晶體。因為晶體的外表特徵是有一定的、整齊的、有規則的幾何外形（當然，構成晶體的那個最小的單元是我們肉眼看不見的），它有固定的熔點。而玻璃是介於結晶態和無定形態之間的一種物質狀態，我們把它叫做玻璃態。
【板書】
2. 玻璃態物質：短程有序、遠端無序，沒有一定的熔點，而是在某一溫度範圍內逐漸軟化變為液態。
【展示一小塊普通玻璃】
【提問】
大家看，這是一塊普通玻璃，當我們把若干塊普通玻璃疊加，或從側面看這塊玻璃時，它都是綠色的。為什麼？
【回答】
因為原料中混有二價鐵的緣故。
【展示一塊紅色玻璃，一塊藍色玻璃】
【提問】
它們和我剛才取的那塊普通玻璃的顏色不一樣，是什麼造成了它們的這種差別呢？
【回答】
是因為在製造玻璃的過程當中，加入了金屬氧化物。在紅色玻璃中加的是氧化亞銅(cu2o)，在藍色玻璃中加的是氧化鈷(co2o3)。
【總結】
很好。也就是說在製造玻璃的過程中，當我們加入某些金屬氧化物時（如二氧化錳、二氧化錫等），會使玻璃呈現不同的顏色。
【過渡】
玻璃的品種繁多，除了普通玻璃外，還有特種玻璃。它們的特性和用途與普通玻璃有什麼不同呢？
【投影幾種玻璃的特性和用途
【板書】
玻璃上如何雕花？
【講述】
刻花玻璃——氫氟酸（hf）對玻璃具有腐蝕作用，可用於在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用於在玻璃儀器上標註刻度及文字。
sio2 + 4hf == sif4↑ + 2h2o
【板書】
玻璃上如何鍍膜？
鍍膜玻璃---在玻璃表面鍍金屬膜可以制得。鍍膜玻璃外觀美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是製造鍍膜玻璃常用的方法。
【活動與**】
製作乙個鍍銀小試管
實驗步驟：
1.在乙個潔淨的小試管中加入2ml2％agno3溶液，慢慢滴加2％氨水，邊滴加邊振盪試管，直到產生的沉澱恰好溶解為止。
2.再向試管中滴加2滴10％氫氧化鈉溶液，隨後加入3ml10％葡萄糖溶液，用溫水浴加熱幾分鐘。
實驗現象：
試管內壁形成光亮的銀鏡
有關反應：
ag+ + nh3·h2o===agoh + nh4+
agoh + 2nh3·h2o===[ag(nh3)2] + + oh— + 2h2o
2[ag(nh3)2] + + ch2oh(choh)4cho + 2oh
ch2oh(choh)4coo— + nh4+ + 2ag↓+3 nh3↑+h2o
【過渡】
水泥是一種非常重要的建築材料，下面我們學習水泥的有關知識。
【板書】
三、矽酸鹽水泥
【閱讀】
p96-97有關矽酸鹽水泥內容，並回答下列問題：
1.生產水泥的主要原料是什麼？
2.普通水泥的主要成分是什麼？
【板書】
1.矽酸鹽水泥主要原料：粘土、石灰石、石膏（適量）
2.主要成分：矽酸三鈣：3cao·sio2 矽酸二鈣：2cao·sio2鋁酸三鈣：3cao·al2o3
2、矽酸鹽水泥生產過程：
【講述】
矽酸鹽水泥一般生產過程通常可分為三個步驟：
（1）生料製備。即將石灰質原料、粘土質原料與少量校正原料經破碎後按一定比例配合、磨細並調配為成份合適、量質均勻的生料。
（2）熟料煅燒。即將生料放在水泥窯內煅燒至部分熔融以得到以矽酸鈣為主要成分的矽酸鹽水泥熟料。
（3）水泥粉磨及出廠。即將熟料加入適量石膏、混合材或新增劑共同磨細為水泥，幷包裝出廠。
生產工藝流程圖：
石灰石、黏土粉碎，調和高溫煅燒磨碎水泥
石膏【板書】
3.矽酸鹽水泥的應用
水泥砂漿（建築用粘合劑）——是水泥、沙子和水的混合物。
混凝土——是由水泥、沙子和碎石混合而成的混合物。
目前，我國已成為世界上生產和使用水泥製品最多的國家。水泥的強度和安全性是水泥質量的重要指標。我國以三個強度等級表示水泥的效能，等級越高效能越好。
無機非金屬材料小結
一緒論1 材料按化學組成分類 金屬材料 無機非金屬材料 高分子材料 聚合物 2無機非金屬材料定義 無機非金屬材料是由矽酸鹽 鋁酸鹽 硼酸鹽 磷酸鹽 鍺酸鹽 硫化物 矽化物 鹵化物等原料經一定的工藝製備而成的材料。是除金屬材料 高分子材料以外所有材料的總稱。它與廣義的陶瓷材料有等同的含義。無機非金屬材...
無機非金屬材料試題
無機非金屬材料工學試卷 b 一 填空題 每空l分，計20分 1.無機非金屬材料生產過程的共性包括 原料 物料的製備與運輸 熱處理 成形和乾燥等 2.粘土的主要化學組成為 二氧化矽 三氧化二鋁 結晶水，還有少暈鹼金屬氧化物 k2o na2o 鹼土金屬氧化物等。3.表明煤的組成時，必須指明所選用煤的基準...
無機非金屬材料的研究
無機非金屬材料的研究與應用前景 系別 化學與化學工程系 專業班級 礦物加工工程 2 班 姓名 文士英 學號 124107012034 指導教師 白志玲 無機非金屬材料的研究與應用前景 一 無機非金屬材料的特點及應用 無機非金屬材料是以某些元素的氧化物 碳化物 氮化物 鹵素化合物 硼化物以及矽酸鹽 鋁...